Solaire thermique4-2 – Autovidange
2020
Installations solaires collectivesautovidangeables
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Introduction autovidangeable
• Technologie des années 80 (origine Hollande) car échangeur double paroi imposé (et pour éviter les risques de gel)
• Premières installations collectives (faiblesimportances) par TECSOL en 2001 sur sites à besoinsECS intermittents
• Généralisation sur installations collectives (toutestailles) par TECSOL depuis 2007 avec d’autres acteurs
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Niveau fluide
Pompe à l'arrêt
Niveau fluide
Pompe en fonctionnement
Principe de fonctionnement de l’autovidangeable
Capteurs
VE
Ballon
solaireTISI
C1
TSS
TEF
TSC TBBP1
P2
Arrivée EFS
déflecteur
Clapet EA
Appoint
SE
INSTALLATION SOUS PRESSION
Capteurs
Ballon
solaireTISI
C1
TSS
TEF
TSC TBBP1
P2
Arrivée EFS
déflecteur
Clapet EA
Appoint
SE
Réservoir
de vidange
Vanne remplissage-vidange
INSTALLATION AUTOVIDANGEABLE
Purgeur
vannes d’isolement des batteries de capteurs,
Clapet AR
Soupape sécuritéVase d’expansion
Comparaison des systèmes
Comparaison des systèmes
Capteurs
VE
Ballon
solaireTISI
C1
TSS
TEF
TSC TBBP1
P2
Arrivée EFS
déflecteur
Clapet EA
Appoint
SE
INSTALLATION SOUS PRESSION
Capteurs
Ballon
solaireTISI
C1
TSS
TEF
TSC TBBP1
P2
Arrivée EFS
déflecteur
Clapet EA
Appoint
SE
Réservoir
de vidange
Vanne remplissage-vidange
INSTALLATION AUTOVIDANGEABLE
Réservoir
Comparaison des systèmes
Capteurs
VE
Ballon
solaireTISI
C1
TSS
TEF
TSC TBBP1
P2
Arrivée EFS
déflecteur
Clapet EA
Appoint
SE
INSTALLATION SOUS PRESSION
Capteurs
Ballon
solaireTISI
C1
TSS
TEF
TSC TBBP1
P2
Arrivée EFS
déflecteur
Clapet EA
Appoint
SE
Réservoir
de vidange
Vanne remplissage-vidange
INSTALLATION AUTOVIDANGEABLE
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Avantages de l’autovidange
- Suppression des risques de surchauffe/vaporisation y compris en cas
de dysfonctionnement
- Simplification de l’installation avec suppression des risques liés à la
purge du circuit et à la dilatation du fluide
- Limitation des risques de fuite
- Simplification des opérations de maintenance
- Diminution des coûts
- Principe adapté aux sites à utilisation intermittente de l’ECS
L’autovidange peut être adaptée à tous les types
d’installations
(CESC, CESCAI, CESCI)
8
Les installations autovidangeablesfonctionnement
TISI
TSS
TSC
Prise échantillon
TBB
Arrivée
eau froide
Départ
eau chaude
vers l'appoint
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Les installations autovidangeablesfonctionnement
TISI
TSS
TSC
Prise échantillon
TBB
Arrivée
eau froide
Départ
eau chaude
vers l'appoint
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Les installations autovidangeablesfonctionnement
TISI
TSS
TSC
Prise échantillon
TBB
Arrivée
eau froide
Départ
eau chaude
vers l'appoint
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Règles à respecter• Utilisation de capteurs vidangeables
• Niveau capteurs plus élevé que le local ECS,
• Volume réservoir supérieur au volume capteurs majoré du volume de dilatation maxi du fluide caloporteur,
• Niveau supérieur du réservoir inférieur au bas des capteurs,
• Niveau canalisation alimentation des capteurs inférieur au bas des capteurs,
• HM pompe minimum égale à débit nul à la différence de niveau entre le bas du réservoir et le haut des capteurs
• Différence de niveau entre bas du réservoir et pompe > à la NPSH de la pompe
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Sélection d’une pompe primaire application :
Caractéristiques pompes/circuits
13
Données du projet :
- Surface de capteurs : 50 m² (25 capteurs de volume unitaire 1,5 litres)
- Volume des canalisations : 100 litres
- Volume de l’échangeur à plaques (côté primaire) : 3 litres
- Hauteur statique bas du réservoir (en chaufferie RDC) / haut des capteurs
en toiture (R+4) : 13 m
- Pertes de charge circuit primaire au débit nominal de 2500 l/h : 8 mCE
Sélection d’une pompe primaire application :Caractéristiques pompes/circuits
14
Sélection d’une pompe primaire :
Caractéristiques pompes/circuits
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Solution:
→ Hauteur manométrique minimale à débit nul : 13 m
→ Hauteur manométrique en fonctionnement (débit nominal) : 8 mCE
→ La pompe TP 32-150 convient→ Lors de l’exécution des travaux on veille à ce la hauteur entre l’axe de la pompe et le bas du réservoir soit supérieure à 50 cm (voir courbe NPSH)
Réservoir de vidange
400 mm
env. m
m
40x49
40x49
Pattes de fixation murales 40x49
Réservoir acier ou inox 304 de 100 litres environs
Pression de service : 3 bars
Calorifuge : Plaque mousse de 32 mm
m
m
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Sélection d’un réservoir : application
Caractéristiques pompes/circuits
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Données du projet :
- Surface de capteurs : 50 m² (25 capteurs de volume unitaire 1,5 litres)
- Volume des canalisations : 100 litres
- Volume de l’échangeur à plaques (côté primaire) : 3 litres
- Hauteur statique bas du réservoir (en chaufferie RDC) / haut des capteurs
en toiture (R+4) : 13 m
- Pertes de charge circuit primaire au débit nominal de 2500 l/h : 8 mCE
Sélection d’un réservoir
Caractéristiques pompes/circuits
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Calcul du réservoir :→ Rappel : Volume du réservoir > {Volume des capteurs + volume de
dilatation du réseau primaire}
→ Volume des capteurs : 25 x 1,5 = 37,5 litres
→ Volume de dilatation réseau = (25x1,5 + 100 + 3) x 7,5% = 10,5 litres
→ Le réservoir sera de capacité minimale 48 litres.
→ Sélection d’un réservoir de 50 litres
Nota : on peut vérifier que la première approche « Volume réservoir =
Volume des capteurs + 50% » pour la sélection d’un réservoir est
valable (56 litres)
Avantages de l’auto-vidange (1/2)
• Absence totale de risques de vaporisation, y compris en cas de dysfonctionnement (coupure de courant…)
• Simplicité de mise en oeuvre,
(pas de nécessité de pente d’écoulement…)
• Suppression des éléments sensibles (purgeurs, VE, clapets AR…)
• Simplicité du remplissage du circuit (absence d’expansion et de purge…)
• Limitation des risques de fuites (fonctionnement à pression atmosphérique)
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Avantages de l’auto-vidange (2/2)• Protection simple et efficace contre
les risques de surchauffe et de gel,
en respect de la législation
• Limitation des opérations de maintenance avec possibilité d’intervention sans nécessité de bâcher les capteurs ou vider le circuit
• Plus grande fiabilité,
• Performances plus élevées dans la durée,
• Solution adaptée aux utilisations ECS intermittentes,
• Coûts d’investissement et d’exploitation plus faibles.
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FORCES LIMITES
• Absence de risques de
vaporisation, y compris en cas
de dysfonctionnement (coupure de
courant…)
• Tous les capteurs ne sont pas
vidangeables (même si une très
grande majorité des fabricants
présents en France en ont dans
leur gamme)
• Suppression des éléments
sensibles (purgeurs, Vase
Expansion, clapets AR…)
• La technologie nécessite
quelques nouvelles règles à
appliquer au niveau conception et
mise en service donc bouscule les
traditions
• Limitation des risques de fuites
(fonctionnement à pression
atmosphérique)
• La solution peut risquer de
systématiquement sur-
dimensionner les installations au
détriment de leur performance
économique
Sola
ire t
herm
ique e
n m
ilie
u h
ospitalier
Avig
non 1
0/0
6/1
6
21
Forces et limites de l’autovidange 1/3
FORCES LIMITES
• Protection simple et efficace
contre les risques de surchauffe et
de gel, en respect de la législation
• Le circuit primaire doit être
étanche à l’air et notamment
face à des légères variations de
pression
• Limitation des opérations de
maintenance avec possibilité
d’intervention sans nécessité de
bâcher les capteurs ou vider le
circuit
• Le local technique solaire doit
être situé sous le niveau des
capteurs solaires
• Plus grande fiabilité (peu de
risques de panne)
• Méthode de remplissage qui
doit être réalisé selon les
règles de l’art, sous peine de
risque de surchauffe à l’arrêt
(dilatation fluide menant à une
irrigation des capteurs)
Sola
ire t
herm
ique e
n m
ilie
u h
ospitalier
Avig
non 1
0/0
6/1
6
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Forces et limites de l’autovidange 2/3
FORCES LIMITES
• Performances plus élevées
dans la durée
• Solution adaptée aux
utilisations ECS intermittentes
• Coûts d’investissement et
d’exploitation plus faibles
Sola
ire t
herm
ique e
n m
ilie
u h
ospitalier
Avig
non 1
0/0
6/1
6
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Forces et limites de l’autovidange 3/3
L’autovidange peut être adaptée à tous les types d’installations (CESC, CESCAI, CESCI, « eau technique »)
CESC autovidangeable – échangeur noyé
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CESC autovidangeable – échangeur externe
25
CESC autovidangeable
Appoints individuels
26
© T
EC
SO
L
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
Ibis Villefranche sur Saône
Les Compagnons du
Devoir et du tour de France
Angers
© T
EC
SO
L
27
© T
EC
SO
L
Exemple de mise en œuvre autovidangeable (Ibis Villefranche sur Saône)
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
28
Exemple de mise en œuvre
autovidangeable (Ibis
Bourges)
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
Exemple de mise en œuvre
autovidangeable (Résidence Paris29
Capteurs sur toit-terrasse haut
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
Exemple de mise en œuvre autovidangeable (Boulogne-Billancourt)30
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