Avis Technique 14/00-584

Capteur solaire

Solar collector

Sonnenkollektor

Capteur Solaire VITOSOL 100Titulaire : VIESSMANN SA

avenue André Gouy BP 59F-57380 Faulquemont

Tél. : 03 87 29 17 00 Fax : 03 87 29 18 52 Minitel : 3614 Viessmann Web : http://www.viessmann.fr

Usine : VIESSMANN Werke GmbH & Co D-35107 Allendorf/Eder Allemagne

Commission chargée de formuler des Avis Techniques(arrêté du 2 décembre 1969)

Groupe Spécialisé n° 14

Installations de génie climatique et installations sanitaires

Vu pour enregistrement le 18 avril 2001

Pour le CSTB : JD. Merlet, Directeur Technique Bulletin des Avis Techniquesn° 422 (septembre 2001)

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 4, avenue du Recteur-Poincaré, 75782 Paris Cedex 16Tél. : 01 40 50 28 28 - Fax : 01 45 25 61 51 - Internet : www.cstb.fr

Toute représentation ou reproduction de ce document faite sans le consentement du CSTB est illicite. Elle constitue une contrefaçon au sens de la loi du 11 mars 1957. CSTB 2001

Remplacé le : 06/10/2005 par le n° 14+5/06-1017

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2 14/00-584

Le Groupe Spécialisé n° 14 de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné, le 22 novembre 2000, le procédé de capteur solaire VITOSOL 100 présenté par VIESSMANN SA, avenue André Gouy, BP 59, F-57380 Faulquemont, et fabriqué par VIESSMANN Werke GmbH & Co, D - 35107 Allendorf/Eder, Allemagne. Il a été formulé sur ce procédé l'Avis Technique ci-après. Cet Avis ne vaut que pour des fabrications bénéficiant d'un Certificat CSTBat attaché à cet Avis, délivré par le CSTB.

1. Définition succincte

1.1 Description succincte

Capteur solaire plan à circulation de liquide caloporteur constitué :

- d'un absorbeur avec tube cuivre soudé sur une feuille en tôle de cuivre recouverte d'un revêtement sélectif,

- d'un coffre en profilés d’aluminium, isolé par des panneaux en laine minérale ou en mousse de mélamine,

- d’une couverture transparente en verre trempé.

Caractéristiques : Les capteurs solaires "VITOSOL 100" se déclinent suivant 4 variantes :

1,7 m2 et 2,5 m2 avec absorbeur en position horizontale ou verticale (cf. figures 1 et 2 du dossier du demandeur). Leurs caractéristiques principales sont les suivantes :

Capteur VITOSOL 100

Type s 1,7 w 1,7 s 2,5 w 2,5

Surface hors tout (m2) 1,80 1,80 2,71 2,71

Surface de l’absorbeur (m2) 1,70 1,70 2,53 2,53

Superficie d’entrée (m2) 1,61 1,61 2,50 2,50

Contenance en eau de l’absorbeur (l)

1,35 2,40 2,20 3,00

Pression maximale de service (bar) 6 6 6 6

Poids à vide (kg) 44 44 60 60

Dimensions hors tout : l x h x ép. (mm)

753

2385

102

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753

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1138

2385

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2385

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1.2 Identification des produits ou composants

Les capteurs solaires "VITOSOL 100" bénéficiant d'un Certificat de qualification CSTBat, sont identifiables par un marquage indélébile et permanent conforme au Règlement particulier du Certificat et compre-nant notamment :

• le nom et l'adresse du fabricant,

• la marque commerciale du capteur,

• la marque CSTBat suivie du numéro de Certificat rappelant le repère de l'usine productrice,

• le numéro d'Avis Technique,

• les caractéristiques certifiées :

- surface d'entrée du capteur, (m2),- performances thermiques déterminées selon les modalités de la

norme NF P 50-501 et exprimées par la valeur des coefficients B

et K rapportés au m2 de la superficie d'entrée,

• les mentions suivantes : - pertes de charge sous un débit de 72 l/h.m2

- température de stagnation du capteur,

- pression maximale de service exprimée en bar,

- date de fabrication,

- numéro de série.

Le marquage est apposé sur tous les capteurs solaires VITOSOL 100.

2. AVIS

2.1 Domaine d'emploi accepté

Identique au domaine proposé :

• procédé destiné à la réalisation d’installations de capteurs solaires plans à circulation de liquide caloporteur pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire,

• utilisation en France métropolitaine et dans les Départements et Territoires d’outre-mer (DOM-TOM),

• implantation de manière dite "indépendante sur supports" au sol, sur un pignon, sur toitures-terrasses ou toitures inclinées,

• implantation limitée aux lieux où la pression cumulée des charges climatiques n'excède pas 3200 Pa.

2.2 Appréciation sur le procédé

2.21 Aptitude à l'emploi

Stabilité

La stabilité des capteurs, eu égard aux charges climatiques (vent et neige), peut être considérée comme normalement assurée dans la limite d'une pression cumulée égale au plus à 3200 Pa.

Sécurité feu

Dans le cas d'ensemble de capteurs dont la plus grande dimension est supérieure à 4 m et couvrant plus de 50 % de la surface de la toiture, les valeurs des caractéristiques de la couverture à considérer pour la protection des bâtiments contre l'incendie sont :

• indice : i = 3

• classe :

- capteur sur plan horizontal (terrasse) : sans objet, - autres implantations : T5

Dans les autres cas, les caractéristiques à considérer sont les caracté-ristiques propres de la couverture.

Projection de fluide surchauffé

La réglementation relative aux appareils à vapeur (décret du 02 avril 1926) n'est pas applicable au capteur "VITOSOL 100".

Traitement thermique des eaux destinées à la consommation humaine

Le procédé permet de satisfaire au Règlement Sanitaire Départemental type.

Résistance à la pression

La résistance à la pression du capteur est assurée, dès lors que la pression maximale de service est limitée à 6 bars.

Raccordements hydrauliques

Les adaptateurs de raccordement hydraulique font partie de la fourniture.

Autres informations techniques

Caractéristiques thermiques d'un capteur "VITOSOL 100" (rapportées

au m2 de la superficie d'entrée).

• facteur optique, B (sans dimension) : 0,76

• coefficient de transmission thermique, K (W/m2.K) : 4,34

• température conventionnelle de stagnation, Tcs (°C) : 147

Résistance aux efforts d'arrachement de la couverture transparente d'un capteur solaire muni de ses supports et de ses fixations : (valeur obtenue par essai) > 3200 Pa.

2.22 Durabilité - Entretien

La nature, la compatibilité et la disposition des constituants, permettent de préjuger favorablement de la durabilité des capteurs solaires VITOSOL 100 dans le domaine d'emploi prévu.

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L’entretien des capteurs solaires VITOSOL 100 ne pose pas de diffi-cultés particulières dès lors que les préconisations définies au dossier du demandeur complétées par le Cahier des Prescriptions Techniques, sont respectées.

2.23 Fabrication et contrôle

La fabrication fait l'objet d'un autocontrôle systématique régulièrement surveillé par le CSTB, permettant d'assurer une constance convenable de la qualité.

Tout fabricant se prévalant du présent Avis doit être en mesure de produire un certificat de qualification CSTBat délivré par le CSTB attestant la régularité et le résultat satisfaisant de cet autocontrôle.

Les produits bénéficiant d'un certificat valide sont identifiables par la présence de la marque CSTBat suivie du numéro de certificat (cf. § 1,2).

2.24 Mise en œuvre

La mise en œuvre des capteurs solaires "VITOSOL 100" relève des entreprises de génie climatique et de couverture averties des particula-rités du procédé, ayant reçu une formation à ces techniques de pose et opérant avec l'assistance technique de la Société Viessmann.

Les supports et dispositifs de fixation ainsi qu'une notice de mise en œuvre font partie de la livraison.

2.3 Cahier des Prescriptions Techniques

2.31 Prescriptions communes Les prescriptions à caractère général sont définies dans le DTU 65.12 "Réalisation des installations de capteurs solaires plans à circulation de liquide pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire".

2.32 Prescriptions Techniques Particulières

2.321 Conditions de fabrication et de contrôle Le fabricant est tenu d'exercer sur sa fabrication un contrôle de production permanent.

Ce contrôle porte notamment sur la tenue à la pression de chaque absorbeur sous une pression minimale d'essai égale à 10,5 bars. Les essais doivent être effectués pendant une durée supérieure ou égale à 10 minutes.

Le titulaire de l'Avis est tenu d'apposer sur chaque appareil un mar-quage indélébile permanent (cf. § 1,2).

2.322 Conditions de mise en œuvre La marque commerciale du fluide caloporteur utilisé, si celui-ci n'est pas de l'eau, doit figurer de manière lisible et indélébile sur l'installation.

Conclusions

Appréciation globale Pour les fabricants bénéficiant d'un Certificat de qualification CSTBat valide délivré par le CSTB, l'utilisation des capteurssolaires "VITOSOL 100" dans le domaine d'emploi accepté et complété par le Cahier des Prescriptions Techniques est appré-ciée favorablement.

Validité 5 ans, venant à expiration le 31 décembre 2005

Pour le Groupe Spécialisé n° 14 Le Président

F. SUBRA

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Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description 1. Présentation

1.1 Dénomination commerciale Capteur solaire "VITOSOL 100" se déclinant suivant 4 variantes :

1,7 m2 et 2,5 m2 horizontal et vertical (cf figures 1 et 2)

1.2 Domaine d'emploi Les capteurs solaires VITOSOL 100 sont destinés à la réalisation d’installations de capteurs solaires plans à circulation de liquide caloporteur pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire.

Utilisation en France Métropolitaine et dans les Territoires et Départements d’Outre Mer (DOM - TOM).

Les capteurs solaires sont présentés pour être implantés de manière dite "indépendante sur supports" sur toitures inclinées (tuiles mécaniques, …), sur toiture-terrasse, au sol ou sur une paroi verticale.

2. Caractéristiques générale du capteur solaire VITOSOL 100

Les capteurs VITOSOL 100 sont des unités prêtes à poser dans lesquelles sont intégrés les absorbeurs plans.

Les capteurs VITOSOL 100 sont constitués de (cf figures 3 et 4):

- Un absorbeur en cuivre à revêtement sélectif. Un tube de cuivre en forme de méandre est soudé à la plaque de l’absorbeur.

- L’absorbeur est situé dans un boîtier constitué d’un cadre en aluminium à haute isolation thermique. L’isolant est en mousse de mélamine ou en laine minérale.

- Ce coffre est fermé par une couverture en verre.

Capteur VITOSOL 100

Type s 1,7 w 1,7 s 2,5 w 2,5

Surface hors tout (m2) 1,80 1,80 2,71 2,71

Surface de l’absorbeur (m2) 1,70 1,70 2,53 2,53

Superficie d’entrée (m2) 1,61 1,61 2,50 2,50

Contenance en eau de l’absorbeur (l)

1,35 2,40 2,20 3,00

Pression maximale de service (bar) 6 6 6 6

Poids à vide (kg) 44 44 60 60

Dimensions hors tout : l x h x ép. (mm)

753

2385

102

2385

753

102

1138

2385

102

2385

1138

102

3. Éléments constitutifs

3.1 Coffre

Matériau : cadre en profilés en aluminium extrudé assemblés par des cornières d’angles indépendantes, fond en tôle d’aluminium

Classement au feu : Incombustible

Procédé d’assemblage : Collés et rivetés

Pièces de raccordement pour ∅ 22 mm à bague de serrage.

Quatre purges d’air et évacuation des condensats de ∅ 8 mm placées dans les cornières d’angle.

3.2 Absorbeur • Matériau : Cuivre avec revêtement sélectif anticorrosion

"Sol-Titane"

• Classement au feu : Incombustible

L’absorbeur est constitué d’un serpentin soudé sur la plaque d’absorbeur et dont les extrémités supérieure et inférieure débouchent dans un collecteur.

L’absorbeur est fixé dans le coffre par des manchons d’EPDM montés dans le cadre d’aluminium.

3.3 Isolation L’isolation des capteurs est réalisée en matériaux résistant aux hautes températures.

Le fond du coffre du capteur est isolé par :

- un panneau en mousse de mélamine classé M2 du point de vue de la réaction au feu, d’épaisseur 50 mm et de densité 12 kg / m

3pour

les types s1,7 et w 1,7,

- un panneau en fibre minérale d’épaisseur 50 mm et de densité 40 kg/m

3 pour les types s 2,5 et w 2,5.

L’isolation périphérique du coffre est constituée de mousse de mélamine de densité 12 kg / m

3, d’épaisseur 20 mm, et dont le clas-

sement en réaction au feu est M2.

3.4 Couverture transparente La couverture transparente est constituée d’un vitrage simple en verre trempé à faible teneur en fer. L’étanchéité entre le vitrage et le coffre est réalisée à l’aide d’un joint en EPDM.

3.5 Raccordement des capteurs au circuit hydraulique

Un ensemble de raccordement à connexion par anneau de serrage permet le raccordement de la batterie de capteurs aux canalisations du circuit hydraulique. Un système à emboîtement permet de réunir jusqu’à 6 capteurs solaires en batterie. Dans une batterie, les capteurs sont montés en parrallèle. Plusieurs batteries de capteurs peuvent également être associées en parallèle.

3.6 Dispositifs de sécurité Le circuit capteurs doit comporter obligatoirement une soupape de sécurité tarée à 6 bars maxi.

4. Fabrication et contrôles

L’assemblage des capteurs solaires est réalisé dans le site de fabrica-tion de Viessmann Werke GmbH, 35107 Allendorf/Eder (Allemagne). Tous les composants entrant dans la composition de ces capteurs sont sous-traités à des entreprises extérieures. La fabrication de ces éléments répond à un cahier des charges établi par Viessmann.

Toutes les pièces de montage nécessaires à l’assemblage des capteurs solaires sont fabriquées par Viessmann Werke GmbH, 35107 Allendorf/Eder (Allemagne). Les accessoires nécessaires comme le kit de doigt de gant, les conduites de raccordements sont fournis par des sous-traitants.

Cette fabrication est réalisée suivant un processus dont le détail est déposé au secrétariat de la Commission.

La fabrication bénéficie d’un autocontrôle dimensionnel permanent.

Le revêtement absorbant fait l’objet d’un autocontrôle défini dans le cahier des charges de la sous-traitance.

A l’issue du montage, les capteurs sont soumis à un contrôle d’étanchéité de l’absorbeur puis étiquetés avant conditionnement pour expédition.

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5. Etiquetage

Chaque capteur est étiqueté avec :

• l'identité du fabricant,

• le type de capteur,

• le numéro de série.

• La surface d’entrée

Cet étiquetage reprend également les informations telles que prévues dans le Règlement Technique de la marque CSTBat Capteurs Solaires.

(Voir figure 5).

Chaque livraison de capteur est également accompagnée d'une notice d'installation.

6. Mise en œuvre

6.1 Généralité Prévoir à proximité des capteurs un accès au toit pour faciliter les contrôles et les travaux d’entretien.

Lorsque la distance est importante entre la batterie de capteurs et le faîte du toit, installer une grille pare-neige au-dessus des capteurs aux endroits ou une grande quantité de neige serait susceptible de s’accumuler.

On peut faire passer les canalisations d’alimentation des capteurs par des tuiles à douille.

Ne remplir les installations solaires qu’avec le fluide caloporteur solaire Tyforcor-HTL de Viessmann.

Pour l’installation des capteurs, il est recommandé d’employer des tubes cuivre avec raccords soudés en cuivre également ou des tubes en acier non-galvanisé.

L’isolation de la tuyauterie extérieure doit être résistante aux températures, au rayonnement ultraviolet, et aux attaques aviaires.

Afin de maintenir les pertes de charge occasionnées par la tuyauterie de l’installation et des accessoires à un niveau réduit, veiller à ce que la vitesse de circulation du liquide caloporteur ne dépasse pas 1 m/s. Nous recommandons une vitesse de circulation dans le capteur de 0,3 à 0,5 m/s.

Afin d’éviter la formation de vapeur, il est nécessaire de bien dimen-sionner le vase d’expansion en fonction du volume du circuit capteur.

La pression maximale de service est de 6 bars.

6.2 Montage des supports de capteurs sur toiture en pente

La fixation des supports de capteurs sur une toiture inclinée est réalisée conformément aux instructions données dans la notice de pose des capteurs Vitosol 100 accompagnant chaque livraison de capteurs.

Ces instructions sont rappelées à l’annexe 1 ci-après.

6.3 Montage des supports de capteurs sur toiture terrasse

La fixation des supports de capteurs sur une toiture terrasse est réali-sée conformément aux instructions données dans la notice de pose des capteurs Vitosol 100 accompagnant chaque livraison de capteurs.

Ces instructions sont rappelées à l’annexe 2 ci-après.

7. Utilisation et entretien

Il convient périodiquement (une fois par an) d’effectuer les opérations de contrôle et d’entretien suivantes :

• Nettoyage de la vitre des capteurs solaires

• Contrôle et remplacement éventuel des joints et raccords

• Contrôle de l’intégrité et remplacement éventuel de l’isolation de conduites

• Contrôle de la soupape de sécurité

• Contrôle du vase d’expansion

• Contrôle du point de gel du fluide caloporteur

• Contrôle du débit dans les capteurs.

B. Résultats expérimentaux 1) Performances thermiques.

Essais réalisés suivant les modalités de la norme NF P50-501 :

• laboratoire de l'Ecole des mines,

• n° du compte rendu d'essai : S1.7x2-311200

2) Résistance aux efforts d'arrachement

Essais de pression négative réalisés suivant les modalités définies dans la norme NF EN 12211 "Fenêtres et portes - Résistance au vent", dans la limite de 3500 Pa.

• laboratoire CSTB,

• n° du compte rendu d'essai : SE00-3024

3) Vieillissement en exposition naturelle d'un an

• laboratoire CSTB,

• date du compte rendu d'essai,

• n° du compte rendu d'essai.

C. Références Les capteurs solaires VITOSOL sont fabriqués depuis 1980. La capacité de production est de 200 capteurs environ par jour sur deux postes.

essais en cours

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Tableaux et figures du Dossier Technique

Figure 1 - Capteur Solaire VITOSOL 100 (vue en coupe)

Figure 2 - Capteur Solaire VITOSOL 100 (vue de face et de profil)

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Figure 3 - Capteur Solaire VITOSOL 100 (détail assemblage en partie courante)

Figure 4 - Capteur Solaire VITOSOL 100 (détail assemblage d’angle au niveau traversée du collecteur)

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VIESSMANN SA VITOSOL 100 s 2,5 F – 57380 Faulquemont

Surface d’entrée (m²) : 2,50

Facteur optique B : 0,76

N° de série : Coefficient de transmission thermique K (W/m².K) : 4,34

Date de fabrication : Perte de charge sous 72 l/h (Pa) :

Avis Technique 14/00-xxx Température de stagnation (°C) : 147

yy-xxx Pression maximale de service (bar) : 6

Figure 5 - Etiquette

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(suite1)

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