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Chauffre eau-solaire
Ce document présente une étude sur les chauffe-eaux solaires thermiques, incluant leur fonctionnement, les différentes solutions techniques et leur mise en œuvre. Il souligne l'importance de cette technologie pour économiser l'énergie et réduire les émissions de gaz à effet de serre. Malgré l'investissement initial, le système est rentable pour la production d'eau chaude, et des alternatives comme le chauffe-eau thermodynamique sont également mentionnées.
Chauffre eau-solaire
- 1. Proposé par : Mr.Hamdi KOSSEMTINI Réalisé par : Houssem TRIKI Hèni ZRIBI Energie solaire thermique : capteur solaires pour le chauffage d'eau Année Universitaire : 2016/2017
- 2. Plan • Introduction • Définition •Principe de fonctionnement • Quelques solutions techniques • Mise en place /implantation • Utilisations du chauffe-eau solaire • Conclusion
- 3. Introduction • On sepréoccupe d’économiser l’énergie • De limiter les émissions de gaz à effet de serre résultants de la consommation croissante des énergies fossiles • Les recherches ont permis de suivre des pistes prometteuses, d’élaborer des techniques différentes, efficaces et performants utilisant l’énergie solaire. • Dans cette recherche, on va se limiter dans le cadre des capteurs solaires pour le chauffage d’eau par l’énergie solaire thermique.
- 4. Définition • Un chauffe-eausolaire est un procédé solaire participant, en partie, à: • La couverture des besoins d'eau chaude sanitaire d'un bâtiment. • L'installation est composée de trois parties principales.
- 5. Principe de fonctionnement •Le cas générale: • Captage • Transfert • Stockage • Appoint • Distribution
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- 7. • Transfert • Lefluide caloporteur circule dans le circuit primaire pour transférer les calories solaires à l’eau contenue dans le ballon de stockage par l’intermédiaire d’un échangeur thermique (serpentin). • Le fluide refroidi repart vers le capteur pour être de nouveau chauffé
- 8. • Stockage • L’eauchaude sanitaire produite est stockée dans un ballon bien isolé. • On considère que le volume moyen de ce ballon de stockage doit être de 50 litres par occupant.
- 9. • Appoint • L’énergiesolaire ne pouvant assurer sur une année la totalité de la production d’eau chaude • Donc, un système d’appoint prend le relais lorsque l’énergie solaire est insuffisante • Celui-ci peut être soit équipé d’une résistance électrique, soit raccordé à une chaudière
- 10. • Distribution • Leréseau de distribution d’eau chaude sanitaire alimente les points de soutirage : cuisine, salle de bains… • La quantité d’eau chaude consommée est remplacée immédiatement par l’eau froide
- 11. Quelques solutions techniques •Les systèmes à thermosiphon monobloc • Les systèmes à thermosiphon à éléments séparés • Les systèmes à circulation forcée
- 12. • Les systèmesà thermosiphon monobloc • Dans un système monobloc, les capteurs et le ballon sont intégrés sur un même châssis rigide servant de support. • Ces systèmes très simples ont un faible coût d'investissement et une mise en œuvre simplifiée. • Les spécificités des systèmes monoblocs : • Faible coût d'investissement. • Mise en œuvre simplifiée • Absence de régulation pour la limitation de la température de stockage
- 13. • Les systèmesà thermosiphon à éléments séparés • Dans ces systèmes, les capteurs et le ballon sont séparés. • Le fond du ballon doit être plus haut que le bord supérieur du capteur. • Le ballon est généralement placé à l'intérieur du bâtiment. Le thermosiphon met en jeu des forces motrices faibles. • Les spécificités d’un système à éléments séparés sont : • Fonctionnement naturel permettant une production d'eau chaude sanitaire même en cas de coupure électrique • Emplacement disponible du stockage • Absence de régulation pour la limitation de la température de stockage
- 14. • Les systèmesà circulation forcée • Dans une installation à circulation forcée, un circulateur est utilisé pour faire circuler le liquide caloporteur dans le(s) capteur(s). • Ce circulateur fait circuler le liquide caloporteur des capteurs vers l'échangeur tant que la température en sortie des capteurs est suffisante pour réchauffer le ballon de stockage. • Les spécificités des systèmes à circulation forcée : • Système adapté à toutes les configurations d’habitat. • Contrôle en température du ballon possible. • Nécessité d'une régulation différentielle pilotant le circulateur. • Besoin d'une alimentation électrique.
- 15. Mise en place/implantation • Posséder une surface suffisante et optimale pour les capteurs solaires. • Elle doit être correctement orientée et sans effet d'ombrage sur les capteurs. • L'inclinaison, D’une manière générale, il faut privilégier une toiture dont l’inclinaison est comprise entre 10 et 40°. • Pour les toitures dont l’inclinaison est inférieure à 10°, les systèmes thermosiphons sont proscrits. • L'orientation, En pratique, Le Chauffe-eau solaire en toiture est utilisé dans les Régions Nord-ouest de la Tunisie.
- 16. Utilisations du chauffe-eausolaire • Le chauffe-eau solaire peut avoir plusieurs utilisations, on trouve alors : • Chauffe-eau solaire individuel standard (SECI) • Chauffe-eau solaire individuel électro-solaire(SECI) • Système solaire combiné (SSC) • Solaire collectif – pour l’habitat collectif • Solaire industriel – pour les professionnel
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- 18. Conclusion • L'installation depanneaux solaires thermiques se démocratise puisque cette solution fait partie des solutions d'énergies renouvelables. • Malgré un investissement assez lourd, c'est une solution rentable surtout quand on connaît le poids important de la production d'eau chaude sanitaire dans les maisons thermiquement performantes. • Enfin, le chauffe-eau thermodynamique, moins cher, constitue une très bonne alternative aux panneaux solaires thermiques.
Notes de l'éditeur
- #4 Depuis plusieurs années déjà, on se préoccupe d’économiser l’énergie et de limiter les émissions de gaz à effet de serre résultants de la consommation, de plus en plus croissante des énergies fossiles comme l’essence, le gasoil, le kérosène etc. Les recherches ont permis de suivre des pistes prometteuses, d’élaborer des techniques différentes, efficaces et performants utilisant l’énergie solaire, énergie éoliennes, énergie hydraulique, énergie géothermique, énergie de Biomasse etc.… Dans cette recherche, on va se limiter dans le cadre des capteurs solaires pour le chauffage d’eau par l’énergie solaire thermique.
- #7 Le panneau solaire est constitué d’un coffre rigide (capteur) vitré et isolé à l’intérieur duquel une plaque recouverte d’un revêtement noir reçoit le rayonnement solaire pour le transformer en chaleur et par la suite chauffer un fluide caloporteur (eau ou antigel) Le capteur doit être installé plein Sud (mais de Sud-est à Sud-ouest, c’est encore très bien) avec une inclinaison optimale de 45°par rapport à l’horizontale.