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Chauffe Eau Solaire Individuel > Mise en oeuvre du circuit primaire

LE CIRCULATEUR


Les fabricants de capteurs recommandent un débit qui est compris entre 40 et 70 litres par heure et par m² de capteurs. Un régleur de débit peut être installé. Certains fabricants fournissent des circulateurs à débit réglable sur 3 positions. 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 un vieillissement prématuré du circulateur due à la chaleur, on le placera en amont des capteurs : l’eau y sera moins chaude.
Eviter de disposer le circulateur au point bas de l’installation afin que les dépôts s’y accumulant ne le détériorent pas




CHOIX DU MATERIAU DES TUYAUTERIES


Dans la pratique, les matériaux utilisés, hors recommandations L’acier galvanisé ne supporte pas les températures supérieures à 60°C. Il est à proscrire sur tout le circuit solaire. Il ne doit pas être installé en amont d’une portion de circuit en cuivre, laiton ou bronze (et donc jamais dans un circuit primaire avec capteurs solaires en cuivre).

CHOIX DU DIAMETRE DES TUYAUTERIES


Pour un CESI à circulation forcée avec des longueurs de tuyauteries aller-retour allant jusqu’à 20 mètres, les diamètres suivants sont généralement préconisés :
  • DN 12 tube cuivre si 2 [m²] ≤ SURFACE DU CHAMP DE CAPTEURS ≤ 4 [m²]
  • DN 12 tube cuivre si 4 [m²] < SURFACE DU CHAMP DE CAPTEURS ≤ 7 [m²]


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 les capteurs et les conduites à l’extérieur en hiver.

La solution retenue généralement pour éviter le gel est de mettre de l’anti-gel dans le circuit. Il est obligatoire d’utiliser un antigel de qualité alimentaire de type « Mono Propylène Glycol », recommandé par le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France.
Ne surtout pas utiliser un antigel de voiture


Généralement, l’antigel est recommandé et fourni par le fabricant interdite (raccordement de la soupape de sécurité au bac de récupération).

Remarques


L’utilisation de l’antigel mono propylène glycol prêt à l’emploi comporte des avantages :
  • pas d’erreurs dans le dosage du mélange (eau + antigel)
  • aucun risque de mélanger une eau corrosive ou chargée avec le Mono Propylène Glycol


JOINTS A UTILISER


Les joints fibres sont déconseillés. Il est préférable d’utiliser des joints en graphite ayant une très bonne tenue aux hautes températures.

Les principales qualités d’un calorifuge


Le calorifugeage des réseaux extérieurs du circuit primaire doit faire l’objet d’une attention toute particulière. Il doit être conçu de manière à :
  • ne pas se dégrader lors d’une exposition au soleil prolongée,
  • être étanche aux infiltrations d’eau.


Calorifuge utilisé


Les tuyauteries installés à l’extérieur du logement doivent être obligatoirement isolées dans des manchons souples d’épaisseur mini 19 mm, résistant aux hautes températures et aux rayons ultraviolets.

Si l’isolant n’est pas conçu pour résister aux agressions extérieures (laine de roche par exemple), il doit recevoir une couche protectrice anti-UV, sinon il risque d’être détérioré rapidement. Cette protection est :
  • soit une couche de peinture plastifiée,
  • soit une coque métallique sans pénétration possible de l’eau de pluie.
La dégradation de l’isolant peut être très importante comme en témoignent les photos ci-dessous.

La dégradation de l’isolant peut être très importante
La dégradation de l’isolant peut être très importante


LE VASE D’EXPANSION


Il est obligatoire. Il permet le maintien de la pression quelle que soit la température de l’eau dans le circuit. Il est placé entre le ballon et les capteurs (circuit froid). Il ne doit jamais pouvoir être isolé du circuit. Néanmoins, la présence d’une vanne d’isolement (ouverte lors de l’utilisation de l’installation) est nécessaire pour une bonne maintenance . La pression de gonflage doit être toujours réalisée avant le remplissage du circuit.
Pression de gonflage = 0,3 bars + Pvaporisation + ΔH/10 (avec ΔH : dénivelé capteurs – vase d’expansion en [m])
Nota : la pression de vaporisation à la température maximale de fonctionnement Pvaporisation (pression relative) est donnée ci dessous :

Pression de vaporisation de l’eau glycolée (pression relative)
Pression de vaporisation de l’eau glycolée (pression relative)


LA SOUPAPE DE SECURITE


La soupape est obligatoire, elle est chargée d’évacuer d’éventuelles surpressions dans le circuit. Elle doit être raccordée au réceptacle du fluide caloporteur. Elle ne doit jamais pouvoir être isolée du circuit. En général, elle est tarée à 6 bars. Certains systèmes sont tarés à 3 bars (se référer aux préconisations fabricants).

ATTENTION : En été en cas de dysfonctionnement, le fonctionnement de la soupape peut provoquer l’évacuation d’une partie du fluide caloporteur. Il est donc recommandé de vérifier régulièrement la pression (à froid) dans le circuit grâce au manomètre.

LE MANOMETRE


Il indique la pression dans le circuit et doit permettre un contrôle régulier de la pression. Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud.
Pression du circuit primaire = 0,6 bars + ΔH/10 (avec ΔH : dénivelé capteurs – vase d’expansion en [m])
Les formules indiquées ci-dessus ne sont pas adaptés aux systèmes fonctionnant à une pression de service de 3 bars, avec un vase pré-gonflé à 2,5 bars et une soupape de 6 bars (Cas d’une minorité de fabricants)


VANNE DE REMPLISSAGE ET DE VIDANGE


Elle doit toujours être bouchonnée et se trouver en position fermée. Elle se trouve au point le plus bas de l’installation.

LE PURGEUR D’AIR


Chaque point haut de l’installation doit être pourvu d’un purgeur résister aux très hautes températures (200°C). En fonctionnement, les purgeurs automatiques doivent être isolés par une vanne de dégazage en cas de montée anormale en température du capteur. Dans le cas de capteurs difficiles d’accès (en toiture par exemple), il peut être confectionné une bouteille de purge au point haut de l’installation avec un report capillaire en cuivre muni d’une vanne dans le local technique.

LE CLAPET ANTI-RETOUR


Dans le cas d’un CESI à circulation forcée, un clapet anti-retour est INDISPENSABLE lorsque le ballon de stockage est disposé au même niveau ou en dessous des capteurs. Ce clapet évite la formation d’un thermosiphon la nuit et le refroidissement intempestif du ballon de stockage. Les clapets à ressort de bonne qualité sont en règle générale plus fiables. Il est préférable de les installer en position verticale. Il doit être manoeuvrable afin de permettre une vidange éventuelle du circuit primaire.

CAS PARTICULIER : LE CESI AUTOVIDANGEABLE


Le CESI auto-vidangeable
Le CESI auto-vidangeable


La bouteille de récupération doit remplir les trois conditions essentielles suivantes :
  • 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
  • Le niveau d’eau à l’arrêt doit être au dessus du circulateur pour éviter son désamorçage


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 l'arrêt du circulateur.

Aucun coude, cintrage, contre-pente ou accident quelconque sur la tuyauterie ne devront contrarier ce libre écoulement. En conséquence, toutes les tuyauteries contenant de l’eau à l’arrêt ne doivent en aucun cas craindre un risque de gel.

CAS PARTICULIER : LE CESI THERMOSIPHON A ELEMENTS SEPARES


Le CESI thermosiphon à éléments séparés
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 tuyauteries ballon/capteur doivent observer une pente minimum (généralement à partir de 5°), sans portion horizontale ou contrepente. 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.

Le diamètre intérieur de ces tuyauteries devra être supérieur ou égal à celui préconisé par le fabricant.