chauffre eau-solaire
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Proposé par :Mr. Hamdi KOSSEMTINI
Réalisé par :Houssem TRIKIHèni ZRIBI
Energie solaire thermique : capteur
solaires pour le chauffage d'eau
Année Universitaire : 2016/2017
Plan• Introduction
• Définition
• Principe de fonctionnement
• Quelques solutions techniques
• Mise en place /implantation
• Utilisations du chauffe-eau solaire
• Conclusion
Introduction• On se préoccupe 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.
Définition• Un chauffe-eau solaire 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.
Principe de fonctionnement
• Le cas générale:• Captage • Transfert • Stockage • Appoint • Distribution
• Captage:
• Transfert• Le fluide 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
• Stockage • L’eau chaude 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.
• Appoint • L’énergie solaire 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
• Distribution• Le réseau 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
Quelques solutions techniques
• Les systèmes à thermosiphon monobloc • Les systèmes à thermosiphon à éléments séparés • Les systèmes à circulation forcée
• Les systèmes à 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
• Les systèmes à 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
• Les systèmes à 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.
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.
Utilisations du chauffe-eau solaire
• 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
Video
Conclusion• L'installation de panneaux 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.