1. CONSEILLER LE CLIENT
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1. CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER L’INTERET DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL PowerPoint PPT Presentation


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1. CONSEILLER LE CLIENT ET JUSTIFIER L’INTERET DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL 3ème point de la charte QUALISOL :

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1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1. CONSEILLER LE CLIENT

ET JUSTIFIER L’INTERET

DU CHAUFFE EAU SOLAIRE INDIVIDUEL

3ème point de la charte QUALISOL :

« En amont, l’installateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.1. ASPECTS GENERAUX

ZONE I1

ZONE I2

ZONE I3

ZONE I4

L’énergie solaire incidente sur un plan horizontal, en France métropolitaine, varie de :

1100 kWh/m2.an

(Nord de la France)

...à...

1700 kWh/m2.an

(Sud de la France)


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.1. ASPECTS GENERAUX

Chaleur

À des capteurs solaires thermiques

À des modules photovoltaïques (photopiles)

Électricité

Biomasse

À la photosynthèse

Le rayonnement

solaire...

...peut être converti en...

...grâce...


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.1. ASPECTS GENERAUX

  • Contrairement à d’autres sources d’énergie, les énergies renouvelables permettent une production d’énergie :

    • avec une technologie généralement peu complexe mais très spécifique (ex. du solaire thermique : chaudière aléatoire, haute température possible à l’arrêt, protection nécessaire des isolants extérieurs…)

    • qui crée moins d’impact pour la nature et les hommes

    • décentralisée

  • L’énergie solaire est l’une des énergies les plus facilement exploitables ; elle est en outre inépuisable.

  • Ses applications sont nombreuses et variées ; citons :

    • la production d’eau chaude sanitaire,

    • le chauffage des habitations,

    • le chauffage des piscines,

    • le séchage solaire agricole

    • la cuisson solaire des aliments

    • la production d’électricité pour des sites isolés…


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.2. APPLICATIONS DOMESTIQUES

Capteurs solaires

Ballon de stockage

Échangeur de chaleur

Eau Froide Sanitaire

(E.F.S.)

Eau Chaude Sanitaire

(E.C.S.)

Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) :


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.2. APPLICATIONS DOMESTIQUES

E.C.S.

Ballon de stockage

ECS

Capteurs solaires

Échangeur de chaleur

E.F.S.

Les systèmes solaires combinés :

Centrale de

distribution

Plancher chauffant


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.2. APPLICATIONS DOMESTIQUES

Le chauffage solaire des piscines de plein air a pour but de :

  • mettre le bassin en température en début de saison

  • prolonger la saison de baignade

  • relever la température du bassin après une séquence de mauvais temps ou de vent

    Le matériel utilisé :

    On utilise généralement des capteurs non vitrés, non isolés (capteurs moquettes).

    Une couverture nocturne de la piscine est fortement conseillée, car les pertes de chaleur par évaporation et par rayonnement sont très importantes.

Elle permet de diminuer en moyenne ces pertes de 50% par rapport à une piscine non couverte. L’énergie solaire apporte le complément et permet de se passer d’une énergie conventionnelle.


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

Un chauffe eau solaire…Qu’est ce que c’est et comment ça marche ?

Eau chaude

Ballon

de

stockage

Capteur solaire

R

Echangeur

Régulation

Circulateur

Eau froide

Le soleil peut assurer 40 à 70% 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.

Cet appareil se compose de 2 à 7 m2 de capteurs solaires, situés généralement sur la toiture ou en terrasse, et d’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.


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

Est-ce que l’on peut produire de l’eau chaude toute l’année ?

La surface de capteurs installée doit permettre, par une journée bien ensoleillée, de fournir la totalité des besoins d’eau chaude des utilisateurs : Il y a des périodes d’autonomie complètes.

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 (50 à 55°C).


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

Un chauffe eau demande-t-il beaucoup d’entretien ?

Non, mais il faut, comme pour une chaudière, vérifier régulièrement son bon fonctionnement :

  • La pression du liquide des capteurs doit être d’environ 1.5 bar.

  • Par temps ensoleillé, vérifiez que le régulateur fonctionne et que le circulateur tourne (voyants lumineux).

  • Enfin le vitrage du capteur doit être nettoyé s’il est empoussiéré (jet à haute pression exclu).

    Il est possible à l’installateur de proposer un service annuel d’entretien.


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

Quels sont les avantages à utiliser un chauffe-eau solaire ?

  • Le client désirant acheter et faire installer un CESI, par un professionnel signataire de la charte QUALISOL, bénéficie d’une aide financière* de l’ADEME.

  • On peut couper la chaudière en été, c ’est un avantage appréciable.

  • Le chauffe eau solaire individuel (CESI) répond à des exigences de qualité qui en font un matériel fiable et durable.

  • L’utilisation de l’énergie solaire n’entraîne ni émission polluante, ni production de déchets dangereux.

  • Utiliser l’énergie solaire permet également de préserver les combustibles fossiles ou fissiles et de réserver leur emploi à des usages plus spécifiques que la simple production de chaleur.


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

1.3. CONSEILS AUX CLIENTS

  • Energie solaire incidente :

    • 1100 (nord de la France) à 1700 kWh/m2.an

  • Energie solaire utile (en sortie du ballon solaire, pour un usage annuel) :

  • 450 à 700 kWh/m2.an

  • Besoins énergétiques annuels pour les besoins en ECS d’une famille de 4 :

    soit 200 litres par jour d ’E.C.S. à 50°C

    • 3 200 kWh/an

  • Exemple d’investissements moyens (ensemble des coûts de travaux, hors appoint) :

    • 5 000 à 6 000 F TTC /m2 (TVA 5,5%)

  • Exemple de rejets de CO2 évités par mètre carré de capteurs et par an :

    • 90 à 350 kg/m2.an (selon énergie substituée)

Électricité

Fioul domestique


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2. APPORTER LES CONSEILS TECHNIQUES ET ECONOMIQUES PERTINENTS

3ème point de la charte QUALISOL :

« En amont, l’installateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.1. DESCRIPTIF DU CESI

ECS

EFS

ECS

EFS

Chauffe-eau thermosiphon monobloc

Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés

Chauffe-eau à circulation forcée


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2.1. DESCRIPTIF DU CESI

ECS

EFS

Sont éligibles actuellement aux primes “Chauffe-Eau Solaire Individuel” du programme « Plan Soleil » :

3 catégories

Chauffe-eau

thermosiphon

monobloc

Chauffe-eau

thermosiphon

à éléments séparés

Chauffe-eau

à circulation forcée


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2.1. DESCRIPTIF DU CESI

Vue en coupe

Chauffe-eau thermosiphon monobloc


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2.1. DESCRIPTIF DU CESI

ECS

EFS

Chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés


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2.1. DESCRIPTIF DU CESI

ECS

EFS

Chauffe-eau solaire constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée


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2.1. DESCRIPTIF DU CESI

ECS

ZONE HORS GEL

Bouteille

de

récupération

EFS

Niveau d’eau

à l’arrêt

R

Chauffe-eau solaire autovidangeable constitué d’éléments séparés, dit à circulation forcée


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2.2. SCHEMAS : les principaux composants

ECS

Vers appoint

Circuit chaud

Ballon

de

stockage

Régulation

Capteurs solaires

Pompe de

circulation

Echangeur

Circuit froid

EFS

Un système solaire thermique est généralement constitué de trois parties

Zone de captage

Zone de transfert

Zone de stockage


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2.2. SCHEMAS : les principaux composants

Le capteur solaire transforme le rayonnement solaire en chaleur.

Le système de transfert permet de transporter les calories depuis le capteur vers le lieu de stockage ou d’utilisation. Dans un chauffe eau solaire, le liquide caloporteur circule entre le capteur et un échangeur de chaleur situé dans le ballon de stockage.

Le ballon de stockage bien isolé maintient l’eau en température jusqu'à ce qu’elle soit utilisée.


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.3. LES CAPTEURS

Le type de capteur le plus utilisé est le capteur plan vitré. Il comprend un coffre isolant sur lequel est fixée une vitre. A l’intérieur est disposée une plaque métallique noire destinée à absorber l’énergie solaire. Un liquide caloporteur circulant dans des tuyauteries en contact avec l’absorbeur prélève les calories reçues du soleil. La vitre située sur la face avant et l’isolant permettent de réduire les déperditions de chaleur. L’absorbeur peut être recouvert d’un revêtement sélectif qui améliore ses performances.


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2.3. LES CAPTEURS

Surface absorbante

Tube

Matière ABSORBANTE

ex : la peinture noire

Matière TRANSPARENTE

ex : le verre

Matière REFLECHISSANTE

ex : la neige, le miroir

Fonctionnement de l’absorbeur :

L'absorbeur est muni de tubes assurant la circulation du fluide caloporteur à chauffer.

La surface absorbante (revêtement) absorbe et transforme le rayonnement solaire en chaleur.

Un bon revêtement doit être fortement absorbant : il est en général noir ou de teinte sombre.


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2.3. LES CAPTEURS

Rayonnement incident : 100%

800 W/m²

Température extérieure : 10°C

Pertes par Rayonnement : 21%

Pertes par Convection et Conduction : 29%

Temp. moy.

du fluide : 30°C

Energie récupérée

par le capteur : 50%


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2.3. LES CAPTEURS

Rayonnement incident : 100%

Rayonnement incident : 100%

10°C

10°C

DT = 20 K

DT = 50 K

30°C

60°C

Energie récupérée

par le capteur : 50%

Energie récupérée

par le capteur : 20%

Capteur standard

  • L'absorbeur tend à perdre de la chaleur car il est plus chaud que le milieu environnant. Le capteur est conçu pour limiter ces pertes :

    • Présence du vitrage (effet de serre)

    • Présence de l’isolant

  • Ces pertes sont d'autant plus grandes que l'écart de température avec l'environnement est plus fort. Cela signifie que plus l’écart DT de température entre l’absorbeur et l’air environnant est grand, moins bon est le rendement du capteur.


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2.3. LES CAPTEURS

80%

70%

60%

CAPTEUR SOUS-VIDE

50%

CAPTEUR PLAN SELECTIF

: Rendement [%]

40%

CAPTEUR PLAN STANDARD

30%

h

CAPTEUR PLAN NON VITRE

20%

10%

0%

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

(Tm - Te)/H [K.m²/W]

La courbe de rendement d’un capteur est définie par l’équation suivante

:

-

T

T

h

=

-

B

K

.

m

e

H


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2.3. LES CAPTEURS

Hypothèses : capteur plan vitré avec h = 0.65 et K = 4,92 [W/m².K].


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2.4. AVIS TECHNIQUES

n° d’ordre

Année

n° du GS

  • Utilisation :

    • Guide de travail pour l’installateur

    • Référence en cas de litige (voir : Assurances et Responsabilités)

    • Ouverture à certains marchés (subventions et aides de l’Etat...)

    • Exigé pour les marchés publics

    • Exigé dans le cadre des aides « PLAN SOLEIL »

  • Commissions :

    • GS 14 : équipements génie climatique (non traditionnels)

    • GS 5 : toitures, couvertures, étanchéité

  • Numéro d’Avis Technique :

    • ex. 14/79-12

  • Contenu :

    • Description du capteur (technologie)

    • Satisfaction à la réglementation en vigueur

    • Prescriptions techniques

    • Aptitude à l’emploi

    • Références éventuelles

    • Performances thermiques

    • Mise en œuvre

    • Durabilité -Entretien

NOTA: l ’avis technique est un document écrit qui porte

sur un modèle donné d ’un composant non traditionnel

du bâtiment. Le CSTB assure le secrétariat et la diffusion

des AT.

La demande d ’avis est un acte volontaire du constructeur

la procédure est payante.


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2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

Capteur suivant la pente de la toiture :

Les faibles pentes favorise les gains entre mars et octobre dans les régions méditerranéennes.

la forte pente naturelle des toitures optimise les gains énergétiques sur l’année tout en permettant une bonne intégration des capteurs sur la toiture.

Capteurs en toiture


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2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

Positionnement des capteurs : inclinaison

Les valeurs optimales de l’inclinaison correspondent à la valeur en degré de la latitude du lieu d’implantation des capteurs. Toutefois une tolérance de +/- 15° par rapport à la position optimale est acceptable. Il est important de privilégier l’inclinaison du toit quand cela est possible.

Exemples :

30°<<60°

pour une latitude de 45° Nord.

35°<<65°

pour une latitude de 50° Nord.


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2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

SUD

- 

-30°<<30°

Positionnement des capteurs : orientation

Une orientation Sud-Ouest, pour un capteur incliné à 45°, a pour influence de diminuer de 10 % la productivité par rapport à une orientation Sud.

En pratique, autour de la position optimale (sud dans notre cas), une différence de 15° à 30° peut être tolérée.


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2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

h

D > 4 h

ou  > 14°5

D

large

  • si possible, respecter la règle ci-dessus pour une utilisation annuelle.

  • sinon, évaluer le manque à gagner à l’aide de la méthode «TRACE DE MASQUES».

Hauteur et distance des obstacles devant les capteurs


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2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

Exemple d’obstacle devant les capteurs


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2.5. IMPLANTATION : ASPECT TECHNIQUE

Diagramme de la course du soleil au cours de l’année


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Ce chapitre a pour objet d’indiquer des solutions d’intégration des capteurs solaires.

Principe d’implantation :

En construction neuve : les possibilités d’intégration sont très étendues. De plus la prise en compte d’une installation solaire lors de la conception du bâtiment permet de limiter son coût de réalisation.

En rénovation (bâtiment existant) : les solutions sont plus limitées qu’en construction neuve.

  • Deux types de mise en œuvre existent :

    • Capteurs indépendants

    • Capteurs incorporés


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Un cas peu acceptable : le rajout

Il s’agit tout simplement de positionner le capteur sur le toit dans l’inclinaison la plus appropriée techniquement sans tenir compte de l’aspect esthétique.

Capteurs en toiture


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Ci-contre le capteur est placé avec une inclinaison idéale face au sud sur le plan de toiture le plus incliné

Capteurs en toiture


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

A éviter


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

A éviter


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

A éviter


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Qu’il s’agisse d’un bâtiment existant ou d’une construction neuve, la présence d’une toiture terrasse peut représenter une solution pour la pose des capteurs solaires.

Acrotère

Capteurs en terrasse


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Ce type d’installation peut être gênante, sur le plan esthétique pour le voisin.


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Le capteur peut aussi servir de auvent pour protéger l’entrée ou le porche de la maison.

Capteurs en auvent


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Les capteurs peuvent être posés au sol sur des supports fixés au sol dans les règles de l’art...

…et dans certains cas favorables, les capteurs peuvent être posés sur talus. Il est alors nécessaire de les protéger des salissures qui pourraient diminuer leur rendement. Cette solution est envisageable sur un talus de jardin ou sur une terrasse au pied de la maison.

Capteurs au sol


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

A éviter


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2.6. INCORPORATION ARCHITECTURALE

Les capteurs solaires peuvent trouver leur place naturellement comme composants des annexes de l’habitation sous réserve que ces annexes soient proches du bâtiment principal (serres, garages, abris,…).

Capteurs implantés sur une annexe


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2.7. REGULATION

Principe

Eau chaude

Tc

Ballon

de

stockage

R

Régulation

Capteur solaire

Tb

Circulateur

Eau froide

  • La chaleur doit aller des CAPTEURS au STOCKAGE et non l'inverse.

  • La mise en route et l'arrêt de la circulation sont effectués par un REGULATEUR qui mesure constamment :

    • Tc : température des capteurs

    • Tb : température du ballon

      Un comparateur intégré au régulateur calcule la valeur correspondant à l’écart de température Tc - Tb (Sortie capteur ; Bas du ballon) : T.


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2.7. REGULATION

Eau chaude

Tc

Ballon

de

stockage

R

Régulation

Capteur solaire

Tb

Circulateur

Eau froide

  • La valeur calculée DT est alors comparée aux différentiels d’arrêt et de démarrage :

    • Le circulateur démarre lorsque T = Tc - Tb > DD = différentiel de démarrage

    • Le circulateur s’arrête lorsque T = Tc - Tb < DA = différentiel d'arrêt

  • Les valeurs de DD et DA sont parfois réglables par l’installateur. Certaines régulations utilisent le réglage de l’hystérésis (Différence DD-DA).


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2.7. REGULATION

Evolution des températures

Etat

du Circulateur

Marche

Arrêt

Exemple de fonctionnement


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2.7. REGULATION

  • Exercice

  • Compléter les phrases suivantes, en tenant compte que le différentiel d’arrêt DA= 2°C et que le différentiel de démarrage DD = 6°C :

    • La pompe se met en marche lorsque Tb=30°C et Tc = ……°C

    • La pompe s’arrête lorsque Tc=35°C et Tb= ……°C


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Définitions

  • La production d’énergie :

  • On l’exprime en kWh par jour (kWh/j), par mois (kWh/mois) ou par an (kWh/an).

  • Les paramètres propres à l’installation sont :

    • la surface de capteurs : la production potentielle croît avec la surface de captage, mais cette croissance n’est pas linéaire.

    • l’inclinaison des capteurs : entre 30 et 60°, a peu d’incidence sur la production... pour une consommation annuelle, alors qu’une consommation exclusivement estivale se comporte mieux avec une faible inclinaison (30°).

    • la qualité des composants solaires : caractéristiques des capteurs, précision de la régulation, qualité de l’isolation thermique.


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Définitions

  • La productivité solaire :

  • C’est la production annuelle d’énergie solaire ramenée au mètre carré de capteurs : kWh/m2.an.

  • Evolution de la productivité en fonction de la surface de capteurs installés pour le cas d’une famille de 4 personnes consommant 200 litres d’ECS à 50°C par jour disposant d’un ballon bi-énergie de 300 l à Carpentras (Région PACA) :


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

PRODUCTION

SOLAIRE

EXCEDENT

ENERGIE

D’APPOINT

BESOINS

TAUX DE COUVERTURE =

BESOINS

PRODUCTION SOLAIRE

J

F

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Définitions

  • Le taux de couverture :

  • C’est le pourcentage des besoins assurés par l’installation solaire : rapport entre l’économie (production solaire) et les besoins.

  • On recherche rarement le taux de couverture maximal, car ce sont les derniers mètres carrés de capteurs qui produisent le moins, donc qui ont l’amortissement le plus faible.

  • On vise souvent un taux annuel compris entre 50% et 70%. Pendant certaines périodes, on pourra arrêter la chaudière.


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Surcoût solaire (€)

Economie annuelle

de l’installation (€)

«Temps de retour brut de

l’investissement»

=

Définitions

La «rentabilité» ou «temps de retour brut» :

C’est le coût de l’installation rapporté à l’économie produite, qui dépend de l’énergie de comparaison.


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Performances de 2 CESI à Lille et à Toulon

Famille de 4 personnes :

Consommation journalière : 200 l/j d’eau chaude à 50°C, soit 50 l/j.personne

Surface de capteurs : 4 m²

Ballon bi-énergie (Solaire + Electrique)

situé dans un local contrôlé en température :

Localisation :

Eau chaude

Appoint

Ballon

de

stockage 200 l

Lille

Echangeur solaire

Eau froide

Toulon


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Données générales :

4 m²

Eau chaude

200 l/j d’eau chaude

à 50°C,

Appoint

Ballon bi-énergie

de

stockage 200 l

Eau froide

Performances du CESI à Toulon


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Données générales :

4 m²

Eau chaude

200 l/j d’eau chaude

à 50°C,

Appoint

Ballon bi-énergie

de

stockage 200 l

Eau froide

Performances du CESI à Lille


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.8. LIMITES ET PERFORMANCES


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Zone climatique I1 : 45 l pour 1 m²

Zone climatique I2: 55 l pour 1 m²

Zone climatique I3 : 65 l pour 1 m²

Zone climatique I4 : 75 l pour 1 m²

Rapport Volume de stockage / Surface de capteur pour un taux de couverture de 60% pour différentes zones climatiques (Temp. eau = 45°C)


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2.8. LIMITES ET PERFORMANCES

Surface capteurs

Taux de couverture

Productivité

Stations

[m²]

[%]

[kWh/m².an

Lille

5,7

62

410

Abbeville

5,7

63

414

Paris

5,3

65

445

Rennes

4,9

63

469

Strasbourg

5,3

62

428

Lyon

4,5

63

503

Montélimar

3,7

64

617

Bordeaux

4,1

63

545

Marseille

3,2

66

675

Source : CLIPSOL

Tableau de performances de CESI en France

Les performances indiquées dans le tableau suivant correspondent à des besoins journaliers de 250 l/j à 45°C. Le CESI est à éléments séparés et circulation forcée. Les capteurs sont orientés plein sud et incliné à 45° par rapport à l’horizontale.


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3. EVALUER LES BESOINS ET DIMENSIONNER

3ème point de la charte QUALISOL :

« En amont, l’installateur assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,… »


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3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

Les variations de l’énergie reçue par le capteur

sont fonction :

  • de la durée d’ensoleillement,

  • de la couche d’atmosphère traversée,

  • de l’inclinaison des rayons,

  • de la nébulosité

    Le rayonnement solaire global se décompose en deux parties :

  • Le rayonnement direct : il provient directement du disque solaire et sa direction change tout au long du jour.

  • Le rayonnement diffus : il parvient au capteur après avoir été dévié par les nuages, le ciel, le sol et les objets environnants. Il a une multitude de directions différentes.


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3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

Atlas Européen solaire

Orientation Sud avec pente égale à la latitude

Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m².j pendant le mois de janvier

Valeurs moyennes 1966 - 1975


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3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

Atlas Européen solaire

Orientation Sud avec pente égale à la latitude

Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m².j pendant le mois de juillet

Valeurs moyennes 1966 - 1975


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3.1. RAYONNEMENT SOLAIRE

Atlas Européen solaire

Orientation Sud avec pente égale à la latitude

Rayonnement solaire global quotidien moyen en kWh/m².j pendant l'année

Valeurs moyennes 1966 - 1975


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3.2. LES BESOINS EN ECS

Généralement, on considère une consommation d’eau chaude de 50 litres/jour.personne à 50°C. Cette consommation est à moduler en fonction des habitudes des occupants.

En fonction du type de famille défini dans le graphe ci-dessous et du nombre de personnes (attention aux personnes occasionnelles), la consommation d’eau chaude peut être définie.


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3.2. LES BESOINS EN ECS

L’énergie nécessaire annuellement pour assurer les besoins en eau chaude d’une personne considérée comme moyenne est d’environ : 800 kWh/an.

Exercice :

D’après les précédentes données, calculer la consommation journalière en ECS d’une famille de 4 personnes très peu économe et l’énergie annuelle nécessaire.


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3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

Chaudière gaz, bois, fioul...

ou

  • Il est des régions et des utilisations où le chauffe-eau solaire est autonome. En France métropolitaine, l’aide d’une énergie d’appoint est nécessaire : jours sans soleil, forte consommation d’eau certains jours. Le solaire doit être couplé à une énergie d’appoint (Fioul, Gaz, Bois, Electricité).

  • Dans le cas d’une installation à éléments séparés, trois configurations sont possibles :

    A : Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électrique

    B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée

    C : Appoint intégré dans le ballon

  • En CESI thermosiphons monoblocs et à éléments séparés : A et B


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3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

Mitigeur

thermostatique

V3V manuelle

ECS

Eté

Appoint

Ballon

solaire

Hiver,

mi-saison

g.s

EF

compteur

A : Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électrique

CESI à circulation forcée


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3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

Chaudière

d’appoint

Ballon

solaire

Mitigeur

thermostatique

V1

ECS

V2

EF

compteur

B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée à puissance modulable

CESI à circulation forcée


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3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

Mitigeur

thermostatique

ECS

Thermoplongeur

ou échangeur hydraulique

EF

compteur

C :Appoint intégré dans le ballon

CESI à circulation forcée


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3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

Mitigeur

thermostatique

V3V manuelle

V1

ECS

Eté

Appoint

Hiver,

mi-saison

g.s

EF

compteur

A :Appoint séparé par ballon avec échangeur ou cumulus électrique

CESI monobloc (thermosiphon)


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3.3. L’APPOINT ET LE COUPLAGE AU CESI

Chaudière

d’appoint

Mitigeur

thermostatique

V1

ECS

V2

EF

compteur

B : Appoint séparé par chaudière gaz instantanée à puissance modulable

CESI monobloc (thermosiphon)


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Le dimensionnement d’un CESI doit être réalisé par l’installateur de façon simple.

Pour cela un certain nombre de critères permettant la sélection d’un CESI doivent être définis :

1er critère : Le système d’appoint de l’eau chaude

2ème critère : le volume du ballon d’eau chaude sanitaire

3ème critère : la région climatique

Chaudière gaz, bois, fioul...

ou

V=?


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Constat

Type de chauffage

Solution proposée

Ballon bi-energie ou mixte :

Chauffage hydraulique

(toutes énergies)

"solaire - hydraulique"

ou "solaire - hydraulique - électrique"

L'usager ne dispose pas de ballon

d'ECS

Chauffage divisé

(convecteur électrique, poêle bois…)

Ballon bi-énergie :

"solaire - électrique"

Constat

Type de ballon

Solution proposée

Ballon bi-énergie :

Électrique

"solaire - électrique"

L'usager dispose déjà d'un ballon d'ECS

Ballon bi-energie ou mixte :

de plus de 10 ans

Couplé à une

"solaire - hydraulique"

chaudière

ou "solaire - hydraulique - électrique"

Constat

Solution proposée

L'usager dispose déjà d'un ballon d'ECS

Ballon solaire

de moins de 7 ans en bon état

Le ballon existant servant

d'appoint

et d'un espace suffisant pour 2 ballons

1er critère : le système d’appoint de l’eau chaude


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Type de ballon

Volume du ballon

Consommation

Ballon solaire vertical

journalière d'ECS

V=?

1,5 fois la

Ballon bi-énergie ou

ballon solaire horizontal

consommation

journalière d'ECS

Une tolérance de +/- 15% du volume du ballon est acceptable.

2ème critère : le volume du ballon d’eau chaude sanitaire

Après avoir déterminé la consommation d’eau chaude des usagers du CESI (cf. chapitre 3.2.), le volume du ballon peut-être défini grâce au tableau suivant :


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

3ème critère : la région climatique

En fonction du volume et du type de ballon, de la région climatique, du taux de couverture souhaité, du coût du CESI, on sélectionnera le CESI le mieux adapté aux besoins du client.

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I1 à Lille.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I1 à Lille.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Appoint

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I2 à Bourges.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I2 à Bourges.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Appoint

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Appoint

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI sans appoint intégré, en Zone I4 à Carpentras.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale au volume du ballon solaire

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Tableau définissant des taux de couverture indicatifs [%] pour des CESI avec appoint intégré, en Zone I3 à Bordeaux.

Les résultats sont issus du logiciel SOLO 2000.

Appoint

Hypothèses retenues :

La consommation journalière d ’ECS à 50°C est égale à 2/3 du volume du ballon bi-énergie

Les capteurs utilisés ont les caractéristiques suivantes : B=0.62 ; K = 4,92 [W/m².K]


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

Nombre d’occupants

1 à 2

3 à 4

5 à 6

7 et +

a

Volume du ballon solaire

(litres)

100 à 150

150 à 250

250 à 350

350 à 500

b

Volume total du ballon

(litres)

100 à 250

250 à 400

400 à 550

550 à 650

ZONES CLIMATIQUES

(voir carte Zones)

Surface des capteurs (m2)

I1

2 à 3

3 à 5,5

4 à 7

5 à 7

I2

2 à 3

2,5 à 4,5

3,5 à 6,5

4,5 à 7

I3

2 à 2,5

2 à 4

3 à 5,5

3,5 à 7

I4

2 à 2,5

2 à 3,5

2,5 à 4,5

3,5 à 6

: pour un CESI sans appoint

pour un CESI avec appoint (Ballon bi-énergie)

TABLEAU DE SYNTHESE

Dans le tableau ci-dessous sont données à titre indicatif des fourchettes de dimensionnement pour les volumes de ballons et les surfaces de capteurs correspondant à une consommation journalière par personne comprise entre 50 et 60 l à 45°C, avec un taux de couverture des besoins en eau chaude par le solaire de 50 à 70%.

a

b

:


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3.4. LE DIMENSIONNEMENT

?

S=?

Exercice

  • Pour chaque zone climatique, effectuer le dimensionnement d’un CESI adapté aux besoins d’une famille moyenne (1 couple + 1 enfant), disposant déjà d’un chauffe-eau électrique de moins de 7 ans et en bon état.

  • Les résultats attendus sont :

    • La consommation moyenne journalière d’eau chaude à 50°C en litres de la famille

    • Le type de ballon : Solaire ou Bi-énergie

    • Le volume du ballon en litres

    • Le ou les CESI éligibles adaptés


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  • 4. ELABORER ET PRESENTER UN DEVIS CESI

  • 4ème point de la charte QUALISOL :

  • « Après visite sur site, l’installateur soumet au client un devis descriptif écrit, détaillé et complet, de l'installation solaire qu'il propose, en fixant un délai de réalisation, des termes de paiement, et des conditions de garantie (minimum : deux années, et décennale en cas de matériel incorporé au bâti),… »


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4. ELABORER ET PRESENTER UN DEVIS

En synthèse, le devis doit faire apparaître:

- le numéro QUALISOL de l ’installateur, le kit proposé (marque, référence) avec les éléments qui le constituent (X m² de capteur, Ballon Y litres…), les composants additionnels (couplage avec appoint, raccordement électrique, tube cuivre, antigel X litres…), les coûts de pose (nbre d ’heures, capteurs incorporés ou pas…) et de mise en service, le coût global de l’installation, la prime de l ’ADEME (ainsi que celles d’autres financeurs éventuels),

- les délais de réalisation, les termes de paiement et les conditions de garantie des matériels installés (biennale et décennale) doivent être également spécifiés dans le devis.

Garantie : 2 ans


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5. CONNAÎTRE ET EXPLIQUER AU CLIENT LES AIDES FINANCIERES ET LES DEMARCHES ADMINISTRATIVES

5ème point de la charte QUALISOL :

« L’installateur informe précisément le client sur les démarches nécessaires, relatives en particulier aux déclarations préalables de travaux, aux conditions d'octroi des primes de l'ADEME et autres organismes, et aux incitations fiscales en vigueur, »


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5.1. LES AIDES DE L’ADEME

  • Le plan soleil a pour objectif général d’atteindre en 6 ans une diffusion naturelle (sans soutien Public) des systèmes solaires thermiques en métropole. L’ADEME a mis en place depuis mi 99 des mécanismes d’aide à la décision et des soutiens à l’investissement pour les secteurs de l’habitat et du tertiaire.

  • Deux applications en solaire thermique sont concernées par ces mécanismes d’aide :

    • Le Chauffe-eau solaire individuel (CESI)

    • Les installations de production d’eau chaude solaire collective


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5.1. LES AIDES DE L’ADEME

OBJECTIF 2006 :

Réalisation de 50 000 unités de CESI, cumulées sur la période 1999/2006

L’ADEME considère que le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) a atteint un stade de maturité technique et de fiabilité suffisant pour promouvoir la diffusion, sur tout le territoire national, des matériels industriels “certifiés et conformes”.

Des primes “CESI” seront attribuées aux particuliers ou clients qui auront fait installer par un professionnel qualifié, souscrivant à la charte QUALISOL, un chauffe-eau solaire figurant sur la liste des matériels éligibles publiée par l’ADEME.

Le montant plafonné de ces primes est fonction de la taille (superficie d’entrée des capteurs) de l’équipement :

- 4500 F (686 €) pour des CESI de 2 à 3 m²

- 6000 F (915 €) pour des CESI de 3 à 5 m²

- 7500 F (1143 €) pour des CESI de 5 à 7 m²


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5.1. LES AIDES DE L’ADEME

(*)

(*) : Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie


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5.1. LES AIDES DE L’ADEME

Les 10 points de la charte QUALISOL auxquels doit souscrire l’installateur sont :

1. Il possède les compétences professionnelles nécessaires, acquises par la formation initiale ou continue, et par une pratique confirmée. Il est à jour de ses obligations sociales et fiscales, et dispose des assurances professionnelles couvrant les prestations qu'il assure,

2. Il préconise des matériels solaires sélectionnés par l'ADEME, conformes aux listes qu'elle établit et actualise, et assure le relais des informations, brochures et documents que l'ADEME diffuse,

3. En amont, il assure auprès du client un rôle de conseil, l'assiste dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins, compte tenu du "gisement solaire" local, des contraintes du site, de la taille du foyer, et des énergies d'appoint disponibles,

4. Après visite sur site, il soumet au client un devis descriptif écrit, détaillé et complet, de l'installation solaire qu'il propose, en fixant un délai de réalisation, des termes de paiement, et des conditions de garantie (minimum : deux années, et décennale en cas de matériel incorporé au bâti),

5. Il informe précisément le client sur les démarches nécessaires, relatives en particulier aux déclarations préalables de travaux, aux conditions d'octroi des primes de l'ADEME et autres organismes, et aux incitations fiscales en vigueur,


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5.1. LES AIDES DE L’ADEME

Suite des 10 points de la charte QUALISOL auxquels doit souscrire l’installateur

6. Une fois l'accord du client obtenu (devis cosigné), il réalise l'installation commandée dans le respect des règles professionnelles, normes et textes réglementaires applicables, selon les prescriptions de l'Avis Technique du matériel prévu, et les spécifications particulières des fournisseurs,

7. Il règle et met en service l'installation, puis procède à la réception des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,

8. Il remet sans délai au client une facture détaillée et complète de la prestation, conforme au devis, et lui fournit l'attestation signée dont celui-ci a besoin pour faire valoir ses droits aux primes et aides fiscales,

9. En cas d'anomalie ou d'incident de fonctionnement de l'installation signalé par le client, il s'engage à intervenir sur le site dans des délais rapides, et procède aux vérifications et remise en état nécessaires, dans le cadre de la garantie biennale.

10. Sur simple notification de l'ADEME, il se soumet à toute opération de contrôle que l'ADEME ou son mandataire souhaiterait effectuer, aux fins d'examiner les conditions de mise en œuvre et de réalisation des prestations.


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5.2. Déclaration de Travaux (D.T.)

  • La déclaration de travaux exemptés de permis de construire (D.T.) est obligatoire :

    • d’une manière générale lorsque vous édifiez un ouvrage dont la surface au sol est  à 2m² et dont la hauteur  1,5 m (Capteurs au sol par exemple).

    • Notamment si vous modifiez l'aspect extérieur d'une construction existante : capteurs sur toiture, en allège...

      Comment formuler votre demande ?

    • Des imprimés de D.T. sont à votre disposition au service urbanisme de la commune.

    • L'accord de la D.T. est tacite, passé un mois de délai d’instruction, sauf notification prolongeant le délai à deux mois.

      Pour l’installation d’un CESI, généralement une D.T. suffit.


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5.3. TVA à 5.5%, autres Aides, crédit d’impôt

TVA 5.5 % pour l'installation d’équipements solaires:

L'application du taux réduit aux travaux porte sur des locaux à usage d'habitation achevés depuis plus de deux ans.

Le taux réduit s'applique aux travaux pour lesquels une facture est émise à compter du 15 septembre 1999.

Le taux applicable est de 5,5% en France continentale et en Corse (2.1% dans les DOM).

Aides régionales :

Certains conseils régionaux ou conseils généraux peuvent également apporter des aides. Si cela est le cas dans votre région, la Délégation Régionale de l’ADEME vous renseignera sur le montant de ces aides supplémentaires.

Crédit d’impôt et énergies renouvelables :

Le crédit d’impôt pour gros équipements (chauffage, ascenseur, sauna et hammam) est étendu aux dépenses d’équipements de production d ’énergie, utilisant une source d’énergie renouvelable, intégrés entre le 1er janvier 2001 et le 31 décembre 2002, dans l ’habitation principale neuve, ancienne ou en construction du contribuable.

Ce crédit d ’impôt est égal à 15% du coût TTC de l’équipement.


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6. INSTALLER LE CESI

6ème point de la charte QUALISOL :

« Une fois l'accord du client obtenu (devis cosigné), l’installateur réalise l'installation commandée dans le respect des règles professionnelles, normes et textes réglementaires applicables, selon les prescriptions de l'Avis Technique du matériel prévu, et les spécifications particulières des fournisseurs,...»


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

  • Les capteurs peuvent être implantés en toiture (Tuiles, Tôles, Ardoises), en façade, en allège, en dépendance, au sol.

  • En toiture, on distingue trois types de mise en œuvre :

    • Les capteurs indépendants posés sur toiture inclinée

    • Les capteurs indépendants posés sur toiture terrasse

    • Les capteurs incorporés en toiture inclinée

  • Dans ce chapitre, différents exemples de mise en œuvre de supports de capteurs indépendants sont présentés.

  • Dans le cas des capteurs incorporés ou même indépendants, l’installateurs doit systématiquement se reporter aux documents constructeurs et à l’avis technique du capteur.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Pente de la toiture

Vue en coupe

Plaque

de

fixation

Poutre

Vue de face

Exemple de mise en œuvre de supports de capteurs sur toiture tuiles :

L’ensemble du support des capteurs peut être maintenu sur la toiture par quatre pieds en tube de 1 ” ou 1 ” 1/4.

Ces 4 pieds sont alors fixés sur la charpente.

Exemple d’une fixation sur le dessus d’une poutre :


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Vue en coupe

Plaque de fixation

Poutre

Vue de face

Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles :

Exemple de fixation sur le côté d’une poutre :


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Vue de dessus

Planche pour chevêtre

Poutre

Chevrons

Vue en coupe

Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles :

Cas particulier : dans le cas d’une couverture en tuiles canal de type « à la bergère » il y aura lieu de faire une chevêtre afin de laisser passer le tube et de répartir les efforts.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles :

Pour assurer la pénétration des tubes au travers des tuiles, elles devront être découpées, comme indiqué sur la figure ci-dessous :

Découpe d’une tuile Romane :

Une fois les coupes des tuiles effectuées, il y aura lieu de réaliser l’étanchéité soit par collage à chaud de calendrite, soit par réalisation d’une bavette en plomb.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Barre de liaison

Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles :

Exemple de fixation en tête par plaques soudées sur pans coupés :

Les traverses support, sur lesquelles viennent se placer les capteurs, sont ensuite fixées sur les barres de liaison.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Bride

Pied

Barre de liaison

Exemple de mise en œuvre des supports de capteurs sur toiture tuiles :

Exemple de fixation en tête par brides :

Les traverses support, sur lesquelles viennent se placer les capteurs, sont ensuite fixées sur les barres de liaison.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Exemple de mise en œuvre de capteurs sur toiture tôles ou ardoises :

Le support Toiture Tôle/Ardoise est constitué de traverses support sur lesquelles viennent se placer les capteurs.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

  • Exemple de mise en œuvre de supports de capteurs sur toiture terrasse :

  • Effectuer le tracé :

    • Procéder au tracé d’implantation des capteurs et de leurs supports.

    • Tracer l’alignement bas des capteurs orientés généralement vers le Sud, ou suivant l’orientation particulière décidée.


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6.1. INSTALLATION DES CAPTEURS

Pénétration de toiture pour le passage des tuyaux du circuit primaire :

La pénétration au travers des toitures en tuiles est facilitée en utilisant une tuile chatière ou une tuile à douille :

Exemple : Tuile plate chatièreTuile à douille

Des accessoires pour le passage des tuyaux au travers des ardoises, de tôle… existent également (Manchon en caoutchouc sécable vulcanisé par exemple).

Une fois les tubes passés dans l’accessoire, l’étanchéité doit être réalisée avec une feuille de plomb ou de zinc. Au besoin, faire appel à un confrère couvreur.

Doc. I.R.B.


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6.2. PROTECTION CONTRE LE GEL

Comme pour tous les circuits de fluide en plein air, il faut prévoir une protection contre le gel, pour éviter de faire éclater le capteur et les conduites en hiver.

Or, pour un capteur non sélectif, la sensibilité au gel est accrue par le rayonnement propre de sa surface absorbante ; il peut ainsi se produire à quelques degrés au-dessus de 0°C. La solution retenue généralement pour éviter le gel est de mettre de l’anti-gel dans le circuit.

Il est important d’utiliser un antigel de qualité alimentaire (exemple : mélange à base de mono propylène glycol : MPG) destiné aux installations de chauffage (et non un antigel de voiture). L’antigel est généralement fourni par le fabricant de CESI.

Dans tous les cas, le mélange eau-antigel doit être aussi homogène que possible, sinon l’antigel risquera de s’accumuler dans certains endroits : bien brasser l’eau et l’antigel avant de faire le plein.

Il existe des CESI auto-vidangeables qui ne nécessitent pas l’utilisation d’antigel. Toutefois leur mise en œuvre nécessite le respect d ’un grand nombre de préconisations données par le fabricant.


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Le circulateur permet la circulation du liquide caloporteur entre les capteurs et l’échangeur du ballon.

Il est commandé par la régulation solaire.

Le circulateur fait partie du kit fourni par le fabricant. Certains fabricants fournissent des circulateurs à puissance variable 3 positions avec un tableau de choix sur la position à adopter lors de la mise en route du CESI. Cette position est définie en fonction des longueurs aller retour de raccordement des capteurs au ballon, du diamètre du tube utilisé et de la surface de capteurs installés.

Par prudence, pour éviter toute détérioration due à la chaleur, on placera le circulateur en amont des capteurs : l’eau y sera moins chaude.

Eviter de disposer le circulateur au point bas de l’installation afin que les saletés s’y accumulant ne le détériorent pas.


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

La place des sondes :

Sonde applique

Contre un tuyau ou un absorbeur, il est recommandé, sauf indication du fournisseur, de recouvrir la sonde d’une pâte thermique, d'un isolant thermique et de la protéger des intempéries.

Sonde à plongeur

avec doigt de gant :

- meilleure précision

- vérifier le libre passage du fluide

Doc. Constructeur

Capteur solaire

Sortie capteur

La sonde chaude doit être impérativement dans le capteur


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Un vase d’expansion est obligatoire. Il doit permettre un maintien de la pression du circuit primaire quelle que soit la température de l’eau dans le circuit. Il est placé sur le retour du circuit primaire au capteur (circuit froid). Attention à la compatibilité entre la membrane et l’antigel (Cas des fortes concentrations).

Une soupape de sécurité est obligatoire. Elle ne doit jamais pouvoir être isolée

Des robinets de vidange pour les capteurs et pour le circuit doivent être installés aux points bas.

Pression circuit primaire

= 0,6 bar + H/10

EAU

Gonflage = 0,3 bar + H/10

Avec H = hauteur

entre capteurs et ballon

AZOTE


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Dans le cas d ’un CESI à circulation forcée, le clapet anti retour est indispensable lorsque le ballon de stockage est disposé au même niveau ou en dessous des capteurs car bien que les tuyaux soient de petits diamètres, en l’absence d’un clapet anti-retour, un thermosiphon pourra se déclencher la nuit en sens inverse et provoquer un refroidissement intempestif du ballon de stockage.

Il peut être à battant ou à ressort. Les clapets à ressort de bonne qualité sont en général plus fiables (les installer en position verticale de préférence).

Clapet à ressort


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Choix du diamètre des tuyaux pour un CESI à circulation forcée :

Nous retiendrons par exemple, pour des installations de CESI avec des longueurs de tuyauteries aller-retour jusqu’à 20m, les diamètres suivants :

DN 14 tube cuivre si 2 m²  4 m²

DN 16 tube cuivre si 4 m²  7 m²

Ne pas utiliser à la fois dans un circuit du cuivre et de l’acier galvanisé : électrolyse et dégradation du circuit par corrosion assurées !!!

Se reporter toutefois

aux préconisations du constructeur


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Variante acceptée

Les isolants :

Dans tous les cas, canalisations apparentes, en goulottes ou enterrées dans des fourreaux, ces tuyaux seront obligatoirement isolés dans des manchons souples type « Armaflex » haute température épaisseur mini = 13 mm.


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Aux points hauts de l’installation, l’air risque de s’accumuler, gênant ainsi la circulation de l’eau. On voit dans la figure suivante que l’air fait coupure dans le circuit :

Il faut prévoir une évacuation de l’air à chaque point haut.

Si l’on utilise un purgeur automatique à la sortie des capteurs, alors il devra être de qualité tel qu’il supporte les hautes températures.

Il peut être confectionné une bouteille de purge (Tuyau en cuivre diamètre 50 mm par exemple) au point haut de l’installation avec un report capillaire en cuivre diamètre 4 mm muni d’une vanne dans le local technique.

Air

Eau


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

Soupape/Mano :

Elle est placée sur le circuit primaire (capteurs/échangeur ballon).

La soupape est chargée d’évacuer d’éventuelles surpressions.

Elle est tarée à 3 bars.

Le manomètre :

Il indique, en bars, la pression dans le circuit primaire, qui doit se situer, à froid, à 1 bar environ et jamais au-dessus de 2 bars.

Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud.

Vanne de remplissage du mélange antigel et de vidange :

Elle doit toujours se trouver en position fermée

et ne doit être manœuvrée que par l’installateur.

Elle se trouve au point le plus bas de l’installation.

Bar


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

  • Mise à l’épreuve et remplissage du circuit primaire :

    • Faire un essai d’étanchéité, à 1,5 fois la pression de service pendant 24 heures.

    • Bien rincer l’installation et faire tourner la pompe afin d’entraîner les saletés vers le bas.

    • Ensuite on peut remplir le circuit primaire avec le fluide caloporteur (Mono Propylène Glycol prêt à l ’emploi).

      Attention : S’il ne s ’agit pas de MPG prêt à l’emploi, le mélange eau-MPG doit être aussi homogène que possible, sinon l’antigel risquera de s’accumuler dans certains endroits : bien brasser l’eau et l’antigel MPG avant de faire le plein.


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

  • CAS PARTICULIER : le CESI autovidangeable

  • Bouteille de récupération : 3 conditions essentielles sont à remplir :

    • - Elle doit se trouver OBLIGATOIREMENT dans une zone hors-gel du circuit.

    • - Le point le plus haut de la bouteille doit se situer sous le point le plus bas des capteurs

    • - Le point le plus bas de la bouteille doit se situer au-dessus de l'entrée de l'échangeur.

  • Les liaisons hydrauliques entre le circulateur et l'entrée basse des capteurs ainsi que la sortie haute des capteurs et la bouteille de récupération doivent obligatoirement respecter une légère pente qui garantira la vidange totale des capteurs et des canalisations dès l'arrêt du circulateur.

  • Aucun coude, cintrage, contre-pente ou accidents quelconques sur la tubulure ne devront contrarier ce libre écoulement.

  • En conséquence, toutes les tubulures contenant de l’eau à l’arrêt ne doivent en aucun cas craindre un risque de gel.


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6.3. CIRCUITS HYDRAULIQUES

  • CAS PARTICULIER : le CESI thermosiphon à éléments séparés

  • Le point le plus haut des capteurs doit se situer sous le point le plus bas du ballon

  • Les canalisations ballon/capteur doivent observer une pente minimum (généralement à partir de 5°), sans portion horizontale ou contre-pente, elles doivent être les plus directes possibles en évitant les coudes et les réductions

  • La longueur de la canalisation entre le collecteur supérieur du capteur et l’entrée de l’échangeur du ballon de stockage doit respecter une longueur maximale admissible préconisée par le fabricant (exemple : 3 m maxi)

  • Le diamètre intérieur de ces canalisations devra être supérieur ou égal à celui préconisé par le fabricant (exemple : 20 mm mini)


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6.4. PARTIE ELECTRIQUE

Raccordements des composants électriques à l’armoire électrique (régulation solaire, circulateur, éventuel appoint électrique, disjoncteur, terre…) :

L’installateur devra se conformer à la norme C15 - 100 sur les règles des installations électriques à basse tension dans les bâtiments. Il s’agit d’une norme harmonisée, simplifiée, et surtout de sécurité.

En général l’installateur souscrit une assurance qui le couvre en cas d’accidents relatifs aux raccordements électriques.

Si l’installateur n’est pas compétent, il doit faire appel au service d’un électricien.


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7. ASSISTER LE CLIENT DANS LA RECEPTION DE L’INSTALLATION

7ème point de la charte QUALISOL :

« L’installateur règle et met en service l'installation, puis procède à la livraison des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,… »


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7. RECEPTION

Le jour de la réception de l’installation, l’installateur devra assurer une visite complète de l’installation avec le client.

Il procèdera à la livraison des travaux. Il remettra au client notices par (ex : tableau des vannes saisonnières à manœuvrer) et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI.

La bonne information du client sur les règles de base de vérification de bon fonctionnement de son CESI doit permettre d’éviter des interventions de l’installateur parfois non justifiées.

Important

Ne pas oublier que, dans le cadre de la procédure pour l’attribution de la prime CESI ADEME, l’installateur doit signer le bon de réception de l’installation et son engagement sur l’apport de la garantie au client, au dos du formulaire de description du CESI (document présenté pages suivantes).

Remplir la « fiche installation » de description du CESI et la renvoyer à la délégation régionale de l’ADEME


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7. RECEPTION

DESCRIPTION DU CESI


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7. RECEPTION


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7. RECEPTION


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8. PREPARER LE SERVICE APRES-VENTE

7ème point de la charte QUALISOL :

« L’installateur règle et met en service l'installation, puis procède à la réception des travaux en présence du client. Il lui remet notices et tous documents relatifs aux conditions de garantie et d'entretien/maintenance du CESI,… »


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8.1. GARANTIE BIENNALE ET DECENNALE

L’installation intérieure

capteurs indépendants

partie intérieure des capteurs intégrés

capteurs intégrés dans la toiture

reprise d’étanchéité de tous supports ou passages tuyaux

parties extérieures des capteurs intégrés

Garantie de bon fonctionnement obligatoire (garantie biennale).

Durée : 2 ans

Garantie décennale obligatoire.

Durée : 10 ans

Assurance obligatoire

du maître d’ouvrage,

des installateurs.

EQUIPEMENTS

ELEMENTS

CONSTITUTIFS

ou

ASSIMILES

POINTS PARTICULIEREMENT IMPORTANTS : la solidité du bâtiment (terrasses...), l’étanchéité du bâtiment (au niveau des entrées des supports et des canalisations).


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8.2. MAINTENANCE COURANTE

  • L’installateur assure la mise en marche. Ensuite, certains contrôles doivent être effectués, au moins une fois par an. L’usager peut effectuer ces contrôles suivant les indications d’un carnet de maintenance fourni par l’installateur.

  • Les principales dispositions de maintenance sont les suivantes :

  • Capteurs solaires :

    • contrôle des raccords hydrauliques : une fois par an et remplacement immédiat des joints fuyards

    • resserrage de la boulonnerie des supports remise en peinture antirouille : tous les 3 ans

    • Remplacer le mélange antigel selon la périodicité indiqué par son fabricant

L’installateur


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8.2. MAINTENANCE COURANTE

  • Circuit hydraulique primaire :

  • Organes de sécurité :

    • purgeurs d’air : à manœuvrer

    • vase d’expansion : vérifier la pression de gonflage

    • soupape de sécurité

  • Fixation et état du calorifuge et de sa protection

  • Doigts de gants (thermomètres, sondes): compléter graisses et huiles thermiques.

L’installateur


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8.2. MAINTENANCE COURANTE

  • Régulation-électricité :

    • alimentation et voyants lumineux des armoires électriques

    • fonctionnement du circulateur par mise en marche forcée

    • caractéristiques des sondes, déclenchement forcé de la régulation (sonde trempée dans un verre d’eau chaude ou froide).

  • Tenue du cahier de maintenance :

  • Utile même sur une installation individuelle.

L’installateur


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8.2. MAINTENANCE COURANTE

Vérifier régulièrement le bon fonctionnement du CESI :

  • La pression du fluide des capteurs doit être d’environ 0,6 bar + H/10 (avec H hauteur entre capteur et ballon).

  • Par temps ensoleillé, vérifier que le régulateur fonctionne et que le circulateur tourne.

  • Il est utile de prévoir sur l’installation un thermomètre à l’entrée et un autre à la sortie de l’échangeur solaire du ballon. En fonctionnement et par temps ensoleillé, l’écart entrée - sortie dépasse rarement 10°C. Si cet écart est supérieur à 15°C, c’est probablement le signe d’une mauvaise circulation de fluide.

  • Enfin le vitrage du capteur doit être nettoyé s’il est empoussiéré (jet à haute pression exclu).

    Il est possible à l’installateur de proposer un service annuel d’entretien

L’usager


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9. DIAGNOSTIC DE PANNES OU D’INCIDENTS

9ème point de la charte QUALISOL :

« En cas d'anomalie ou d'incident de fonctionnement de l'installation signalé par le client, il s'engage à intervenir sur le site dans des délais rapides, et procède aux vérifications et remise en état nécessaires, dans le cadre de la garantie biennale,… »


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9. DIAGNOSTIC DE PANNES

?

  • Pression en baisse : fuite du circuit primaire

    • Vérifier l’étanchéité de tous les raccordements.

    • Vérifier l’étanchéité des capteurs.

    • Vérifier si le vase d’expansion n’est pas défectueux (membrane percée).

    • Vidanger le primaire.

    • Réparer le(s) fuite(s) (Joints défectueux : filasse + Gébatout et pour les joints plats : nitrile, téflon ou graphite résistants à 200°),

    • La réparation effectuée, compléter avec de l’antigel MPG prêt à l’emploi.


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9. DIAGNOSTIC DE PANNES

  • Pression en hausse :

    • Risque de fuite du circuit sanitaire dans le circuit primaire au travers de l’échangeur du ballon

  • Pendant les périodes de non utilisation de l’installation, vacances par exemple, couper l’alimentation électrique de l’appoint et laisser la régulation différentielle sous tension, ceci pour éviter des phénomènes de stagnation dans le circuit primaire.


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9. DIAGNOSTIC DE PANNES

  • Le circulateur ne tourne jamais :

    • Problème de “ gommage ” : dégommer le circulateur

    • Problème lié à la régulation différentielle : vérifier les connections électriques et l’état des sondes, vérifier l’alimentation électrique du régulateur et qu’aucun voyant “ défaut ” ne soit éclairé. Se reporter à la notice fournie avec le régulateur.

  • Le circulateur tourne sans arrêt :

    • Problème de sondes : vérifier l’état des sondes et leurs connexions. Se reporter à la notice fournie avec le régulateur.


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9. DIAGNOSTIC DE PANNES

LOCALISATION DU DEFAUT

:

CIRCUIT PRIMAIRE

NATURE DU

DEFAUT

Pression en baisse

Pression en hausse

DETECTE

1. Vase d’expansion défectueux.

CAUSE(S) DU

2. Fuites du circuit primaire.

Fuite du circuit sanitaire dans le circuit primaire.

DEFAUT

1. Remplacer le vase d'expansion.

2.

Vérifier l’étanchéité de tous les raccordements.

Ø

Vérifier l’étanchéité des capteurs.

Ø

La remise à niveau du circuit primaire ne

Ø

constitue qu’une solution de dépannage avant la

recherche des fuites. Ne pas procéder à des

SOLUTIONS

remises à niveau systématiques du circuit sans

Changer l'échangeur si possible, sinon le ballon.

réparation, sous peine d’entartrage rapide du

circuit et des capteurs.

La réparation effectuée, tester la qualité de

Ø

l’antigel en réalisant un essai sur un prélèvement.

Tableau de dépannage :


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9. DIAGNOSTIC DE PANNES

Tableau de dépannage :


1 conseiller le client et justifier l interet du chauffe eau solaire individuel

9. DIAGNOSTIC DE PANNES

Tableau de dépannage :


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10. SUIVI ET CONTROLE


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10. SUIVI ET CONTROLE

Objectif

Dans le cadre du programme HELIOS 2006, l’Ademe attribue des aides financières aux acquéreurs de chauffe-eau solaires qui présentent des caractéristiques suffisantes de qualité - qualité du matériel, qualité de la mise en œuvre.

Pour vérifier la qualité de la mise en œuvre, des visites de contrôle ou audits qualité de certaines installations sont prévus.

Ces visites consistent à inspecter les installations pour vérifier qu'elles ont été réalisées conformément à la charte Qualisol en dix points, signée par l'installateur.

L'audit se compose de trois phases, une phase de préparation, une visite sur place et une phase de synthèse avec la rédaction d'un rapport.


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10. SUIVI ET CONTROLE

Exemple de grille de visite


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10. SUIVI ET CONTROLE

Exemple de grille de visite


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11. GESTION ENVIRONNEMENTALE DES CHANTIERS


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11.1. LE CHANTIER PROPRE

  • Information des riverains

  • Réduction des nuisances visuelles (aspects visuel du chantier et de ses conséquences)

  • Réduction des nuisances sonores (engins insonorisés, horaires de travail décalés,…)

  • Réduction de la pollution du sol, de l’eau, de l’air (limitation des envols de poussières, d’écoulements accidentels d’eau polluée ou non,…)

  • Maîtrise de la consommation d’eau et d’énergie (emploi d’appareils ou dispositifs économes)

  • Gestion des déchets de chantier (déconstruction sélective, tri des déchets,…)


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11.2. DECRET DU 13 JUILLET 1994

  • Il concerne les déchets d’emballage dont les détenteurs ne sont pas les ménages :

    • ce sont : les housses plastiques, les cartons, les plastiques, le bois, les fûts, les palettes servant au transport et au conditionnement des produits ;

    • ils ne concernent pas les déchets de fabrication produits par l’activité industrielle ;

    • ils ne concernent pas les détenteurs dont la production hebdomadaire est inférieure à 1100 litres et qui les remettent au service de la collecte des communes.


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11.2. DECRET DU 13 JUILLET 1994

Dispositions à prendre pour les détenteurs pour assurer ou faire assurer l’élimination de leurs déchets d’emballage :

  • obligation de faire valoriser les déchets d’emballage par réemploi, recyclage ou toute autre action visant à obtenir des matériaux réutilisables ou de l’énergie ;

  • obligation de tri à la source ( non mélange ) ;

  • signature d’un contrat entre le détenteur et le tiers habilité à qui le détenteur remet ses déchets ;

  • mise à disposition des agents de l’état des informations relatives aux conditions d’élimination.

    Pour tout renseignement s’adresser auprès des délégations régionales ADEME, Préfectures...


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11.3. LOI DU 13 JUILLET 1992

Doc. F.F.B

Elle fixe qu’à partir du 1er Juillet 2002, seuls les déchets ultimes, c’est à dire les déchets ne pouvant pas être valorisés dans les conditions techniques et économiques du moment, seront admis en centres de stockage.

Tous les autres déchets seront recyclés, incinérés, ou traités.

Signalétique des déchets de chantier


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11.3. LOI DU 13 JUILLET 1992


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11.4. LA FILIERE D’ELIMINATION

ORGANISER

REGROUPER

TRAITER

SITES

de STOCKAGE ou

de VALORISATION

CHANTIERS

DECHETTERIE


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