Les problèmes liés aux grandes et moyennes installations

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L’installation d’un chauffe-eau solaire n’est pas réservée aux habitations individuelles.

Quelquefois, un promoteur peut, pour des raisons écologiques, vouloir équiper un bâtiment à plusieurs logements, une maison de retraite ou bien un petit hôtel.

Si la construction technique d’une telle installation suit le principe des systèmes de petite taille (capteurs, ballon de stockage), des problèmes spécifiques apparaissent.

Qu’appelle-t-on grandes et moyennes installations ?

Des installations dotées d’un champ de capteurs compris entre 10 et 50 m2, sont définies comme installations solaires de taille moyenne.

Au delà de 50 m2 de surface de panneau solaire, on considère que ce sont des installations de grande taille.

Outre le fait qu’il y a une multiplication du nombre de capteurs, ce genre d’installation requiert une surface de toiture importante et une charpente adaptée à supporter le poids du champ de capteurs.

Le principe de fonctionnement de grandes et moyennes installations

Dans des installations de taille importante, on recourt souvent à deux ballons de stockage séparés, l’un solaire et l’autre biénergie (alimenté aussi par une source d’énergie d’appoint).

En augmentant la taille des systèmes, on doit remplacer les échangeurs de chaleur internes par des échangeurs externes, car les échangeurs internes ne sont plus disponibles en dimensions suffisantes en termes de surface de transfert thermique.

Avantages d’une telle installation

Températures les plus basses possibles dans les capteurs puisqu’il y a un seul échangeur de chaleur entre le capteur et l’eau froide.
Technologie d’installation simple.
Pas de régulation de déstockage et pas d’échangeur de chaleur de déstockage (nécessaires en cas de ballon de stockage tampon).
Consommation réduite d’énergie électrique auxiliaire par rapport aux systèmes à tampon, puisqu’il ya deux pompes solaires seulement.

Inconvénients d’une telle installation

Coût plus élevé du ballon de stockage par rapport aux systèmes à tampon (à cause du ballon solaire qui doit résister à la pression, être conforme aux directives concernant l’hygiène de l’eau potable sanitaire, et satisfaire à des exigences plus sévères concernant la protection anti-corrosion).
Production solaire réduite pendant la désinfection thermique (circuit de retour protégé contre les légionelles).
Coûts accrus à cause des régulations plus complexes.
Chaleur solaire transportée seulement quand il y a consommation d’eau chaude.

Système à deux ballons de stockage

Systèmes de production d’eau chaude à stockage tampon

Si la quantité d’eau sanitaire doit être limitée, et si la consommation d’énergie nécessaire à la désinfection thermique doit être réduite, on doit alors utiliser des ballons tampon afin de stocker l’énergie solaire.

Ceux-ci sont remplis avec un fluide de chauffage au lieu d’eau potable. Dans ce genre de systèmes pour de grandes ou moyennes installations, la chaleur collectée par les capteurs est transférée au ballon tampon par l’intermédiaire d’un échangeur.

L’énergie est transférée ensuite par l’intermédiaire d’un second échangeur qui chauffe l’eau stockée dans un petit ballon d’appoint qui est raccordé à une source d’énergie externe.

Avantages d’une telle installation

Prix réduit du ballon solaire tampon (pression et hygiène moins sévère qu’un ballon solaire eau potable).
Moins de volume d’eau potable sanitaire dans le ballon d’appoint, donc meilleure hygiène et plus de rapidité pour chauffer l’eau.
Températures tolérables plus élevées dans le ballon tampon, donc meilleurs rendements.

Inconvénients d’une telle installation

Deux échangeurs de chaleurs au lieu d’un avec des coûts de fonctionnement plus lourds.
Une pompe supplémentaire, donc un peu plus d’énergie auxiliaire consommée.

En conclusion

Pour les installations de chauffe-eau solaire de grande taille, collectif ou non, avec une consommation quotidienne d’eau chaude de plus de 3 m3, le recourt à plusieurs ballons de stockage est impératif.

Mais cela alourdit l’installation, cela complique la régulation et cela augmente la facture.

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