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Rencontre
du Club de la Performance Energétique
RETOURS D’EXPÉRIENCE :
COMMENT OPTIMISER VOS
INSTALLATIONS SOLAIRES
THERMIQUES COLLECTIVES ?
Vendredi17 janvier 2014, Dijon
Sommaire
17 janvier 2014
GrDF
Gaz Réseau Distribution France
17 janvier 2014
GrDF, leader du gaz naturel en Europe
4
GrDF en quelques chiffres
5
GrDF
Nos interlocuteurs
6
L’innovation
Améliorer la performance énergétique et développer les
énergies vertes
Solutions gaz & Enr
Pompe à chaleur
Solaire
Solution hybride
Optimisation des
solutions gaz
traditionnelles
rénovation du parc
existant
Production
décentralisée
d’électricité et de
chaleur au GN
Cogénération, pile à
combustible
Réseaux verts et
intelligents
Biogaz, méthanisation,
Power to gas
7
7
Enerplan
17 janvier 2014
Titre de la diapositive
Sous-titre
Texte de 1er niveau
- Texte de 2e niveau
- Texte de 3e niveau
17 janvier 2014
9
Eléments de
contexte
17 janvier 2014
Le marché du solaire
thermique
1. Contexte et enjeux
2. Marché actuel
3. Perspectives et défis
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
1. Contexte et enjeux
Des objectifs nationaux très ambitieux
23 % d’EnR dans la consommation d’énergie finale en 2020
Objectifs pour le solaire thermique (horizons 2020)* :
Individuel:
817 ktep (17 ktep en 2006)
soit 20 millions de m²) 
Collectif:
110 ktep (10 ktep en 2006)
soit 2.75 millions de m² 
 2020 : 22,8 millions de m² de panneaux solaire thermique,
Fin 2012 : 1,8 millions de m²
(source Bilan énergétique de la France – 2012)
*: Plan de développement des énergies renouvelables à haute qualité environnementale, comité
opérationnel n°10 (2008)
20 janvier 2014
1
2
1. Contexte et enjeux
Un marché difficile mais de belles opportunités
En maison individuelle, un contexte réglementaire favorable
RT 2012: Obligation du recours aux EnR
Le solaire thermique individuel (CESI) permet de répondre aisément aux
exigences réglementaires :
 2 m² de panneaux solaire thermique orientés au sud, sud- est, sud-ouest
Développement de l’offre CESI optimisé
Offre compétitive, pour permettre l’accessibilité au solaire thermique au plus
grand nombre
 Coût réduit, facilité de mise en œuvre
1
3
1. Contexte et enjeux
Un marché difficile mais de belles opportunités
En immeuble collectif : une solution qui a de l’avenir
• Fin du BBC
• RT2012 : pas d’exigence EnR en immeuble collectif
• RT2012 avant 2015 : surperformance
apportée par le solaire non nécessaire
Difficulté à court
terme
RT 2012
 Avant 2015 : le solaire permet d’atteindre les niveaux de labels.
 Après 2015 : solaire nécessaire pour atteindre les exigences réglementaires
Bbiomax*
Bbiomax-10%*
Bbiomax-20%*
Cepmax -20% avant 2015
Cepmax -10% après 2015
Cepmax -25%
Cepmax -30%
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
Atteinte des
labels facilitée
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2. Un marché en difficulté
Le marché Français à la peine notamment en SSC Et CESI
Tendances 2013:
Collectif : -16% (en surface) par rapport à 2012
Individuel : -20% (en nbre) par rapport à 2012
- SSC : -19% (en nbre) par rapport à 2012
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5
2. Un marché en difficulté
Des objectifs inatteignables?
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
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6
3. Perspectives et défis
Pour permettre au solaire de prendre sa place
Feuille de route stratégique Solaire Thermique ADEME :
• Redonner confiance dans le solaire thermique
• Assurer la compétitivité économique : à l’investissement comme à
l’exploitation
• Fiabiliser les installations : systèmes adaptés, bien dimensionnés, et suivis
• Simplifier la mise en œuvre : schémas hydrauliques simplifiés,
standardisation des systèmes
• Former et améliorer la qualification des acteurs du solaire thermique
• Assurer une meilleure visibilité des mécanismes incitatifs
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
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7
3. Perspectives et défis
Quelques objectifs chiffrés
Pistes de R&D selon la Feuille de route stratégique Solaire Thermique de l’ADEME
Réduction des coûts
Objectif: atteindre la parité chaleur (prix du kWh solaire thermique moins
cher que les autres énergies)
Etat de
l’existant
Objectifs
Réduction des coûts d’installation (fourni-posé) : 1000 €/m²
2020: - 50%
Optimisation des coûts d’entretien / maintenance : 20 €/m²
(Collectif)
10% des gains
(Collectif)
Réduction des coûts de chaleur :
2015:12 à 40
2020: 8 à 30
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
17 à 60 c€/kWh
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8
3. Perspectives et défis
Quelques objectifs chiffrés
Pistes de R&D selon la Feuille de route stratégique Solaire Thermique de l’ADEME
Simplification et standardisation
Objectifs
Etat de
l’existant
Commercialisation de systèmes packagés
Système de montage, de fixation, de
raccordement hydraulique et de plomberie
peu onéreux et standardisés
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
Kit CESI mais rien 2020 :
de packagé en
100% CESI
collectif
80% collectif
Pas de standard
2020 : 80% des
installations
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9
3. Perspectives et défis
Quelques objectifs chiffrés
Pistes de R&D selon la Feuille de route stratégique Solaire Thermique de l’ADEME
Fiabilisation des installations:
Objectif: assurer une bonne conception, et une bonne réalisation pour des
performances à l’exploitation identifiables
Etat de
l’existant
Gestion de la surproduction de
chaleur et de la surchauffe
Concevoir des systèmes avec
instrumentation embarquée, simples
Solutions
peu répandues
Monitoring non
systématique et
non intégré
et à faible coût
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
Objectifs
2020 : 100% des
systèmes qui résistent aux pics
de température.
Systèmes permettant de
limiter la montée en température
2015 :
100% en collectif
10% en individuel
2020 : 80% des installations
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2
0
Des acteurs en marche
La filière impliquée pour atteindre ces objectifs
Les actions
Les acteurs
Les objectifs
Etude de compétitivité
de la filière solaire TH
ADEME+
Enrst&Young
Concevoir un plan d’action nation
pour le solaire th
Programme RAGE
COSTIC, ICO
CSTB, TECSOL…
Règles de l’art détaillées pour la
conception,
l’installation
et
l’exploitation et alimentation de
nouveau DTU éventuellement
Schémathèques
SOCOL
GrDF+INES
Schémas
détaillés
Qualisol Collectif
Qualit EnR
Formation qualifiante
installateurs
Formations
COSTIC, INES,
TECSOL…
Formations
maintenance
banc de TP
2
1
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
simples,
Les délais
éprouvés
2013
2014
et
2013 /
2014
les
2014
installation
et
avec un nouveau
2013
pour
20 janvier 2014
Des acteurs en marche
L’ensemble de la filière impliqué pour atteindre ces
objectifs
Les actions
Les acteurs
Les objectifs
Les délais
Guide maintenance
SOCOL
Guide pour les MOA pour les
accompagner dans la rédaction de
contrat de maintenance
2013
Guide Bailleurs
USH, GrDF
ADEME
Accompagnement des bailleurs
dans leur projet Solaire thermique
2014
Initiatives régionales
SOCOL
ADEME/Régions
GrDF
Journées de (in)formation sur le
solaire thermique
Club
de
la
performance
énergétiques
2013 /
2014
L’ensemble des acteurs sont réunis dans le plan de
relance de la chaleur solaire.
2
2
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
A partir des retours
d’expérience, comment
mieux concevoir une
installation solaire
collective ?
Daniel Mugnier, Docteur-Ingénieur TECSOL
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
Introduction
sur TECSOL en 2 mots
Introduction :
Moyens humains - Qualification
Premier bureau d’étude français en énergie solaire:
31 collaborateurs dans 9 implantations régionales
Qualification OPQIBI
Ingénierie des installations de production utilisant l’énergie solaire
Étude d’installations de production utilisant l’énergie solaire thermique
Étude d’installations de production utilisant l’énergie solaire photovoltaïque
Matériel spécifique
Études des masques solaires
Suivi des installations ECS solaires - GRS
Contrôles d’installations photovoltaïques
Outils de simulation informatique
25
25
Barcelone
26
Règles de
dimensionnement :
bases
• prise en compte des campagnes de mesures
• ratio de consommation réalistes
• volume solaire nécessaire
Bâtiments cibles / Contraintes
Consommations constantes toute l’année , même en
été voire favorisées en été : logements, cliniques,
hôpitaux, maisons de retraite, piscine, hôtels,
tourisme, agriculture, campings, industrie
Place disponible pour installer les capteurs
Place disponible pour mettre en place le stockage
solaire
28
Evaluation des besoins en ECS dans l’existant
- Soit à partir de relevés de consommations
- Soit avec la pose d’une compteur d’énergie
(matériel déjà là ensuite si réalisation projet)
B ecs = 1,16 . V ecs . T
(kWh)
Compteur volumétrique
V ecs : volume ECS consommé en m3
T : élévation de température de l’eau
- Soit avec la pose d’un compteur mobile (ultrason)
si techniquement faisable et pas de comptage disponible
- Temps de pose : 1 heure environ
- Coût matériel ultrason mobile : 5 à 7000 € HT
Mesures par ultrason
29
Exemple de consommation en Languedoc Roussillon
(source ADEME)
Règle fondamentale générale par défaut:
30 litres par personne et par jour @ 60°C
30
Exemples de consommation
31
Exemples de mesures de consommations
Conclusions :
- Gros écarts (15<->160l/j)
- Prudence obligatoire sur
les valeurs à appliquer
- Mesures à 40, 45 ou 60°C ?
Valeur par défaut :
25 L/j @60°C
© Tecsol
32
32
Retour Expérience Etap hôtel ANGERS
56 chambres réparties sur 3
niveaux
La production d’eau chaude
sanitaire est au gaz naturel,
au RDC
33
Retour Expérience Etap hôtel ANGERS
Mois
Janv.
Fév.
Mars
Avril
Mai
Juin
Juil.
Août
Sept.
Oct.
Nov.
Déc.
Taux d’occupation
(%)
70
76
82
85
82
85
92
89
84
84
78
62
Conso ECS par chambre
occupée (l/j)
1960
2128
2296
2380
2296
2380
2576
2492
2352
2352
2184
1736
Conso ECS de référence (l/j)
2000
2100
2300
2300
2300
2300
2500
2500
2300
2300
2200
1700
• Présentation des résultats de calculs
1
2
3
Surface
m2
36
36
48
Inclinaison
degré
45
30
45
Volume
litres
1500
1500
2000
Apports
solaires annuels
kWh/an
19 107
19 435
23 541
Productivité
annuelle
kWh/m2.an
531
540
490
4
48
30
2000
23 841
497
Solution
Taux de couverture
%
mini
annuel
maxi
16,8
41,4
62,9
16,0
42,1
66,0
20,8
51,0
76,0
19,9
51,7
78,8
Production solaire annuelle pour inclinaison 30° la meilleure
plus esthétique et moins sensible aux effets du vent.
Solution N°4 couvre 52% des besoins annuels, sans dépasser 85% le mois le
plus favorable (=> pas de risques de surchauffe).
34
Retour Expérience Etap hôtel ANGERS
Besoins annuels :
46 114 kWh/an
Apports solaires :
23 841 kWh/an
Taux couverture : 51,7%
Productivité annuelle :
500kWh/m².an
35
La température d’eau froide
Résultats sur des suivis de GRS
Températures moyennes d’eau froide
Source : COSTIC /
SCHEFF
Températures d’eau froide observées
supérieures aux valeurs de référence
=> Règle SOLO EMS2 + 3°C
36
Les taux d’occupation
Valeurs moyennes statistiques
Taux moyen d’occupation
Ensemble
En immeuble
des
HLM (*)
logements (*)
Hors
immeuble
HLM
Maison
HLM(*)
Taux trouvés sur
Maison
l’échantillon non EdF
hors Taux intuitif
(connu pour 40 logements
HLM
sur 61)
1 pièce
1.17
1.16
1.16
1.19
1.38
1.5
1.16
2
1.41
1.37
1.41
1.26
1.47
2
1.70
3
1.94
2.11
1.89
2.02
1.86
2.5
2.22
4
2.43
2.95
2.33
2.98
2.32
3
2.97
5
2.72
3.65
2.67
3.5
2.64
3.5
3.53
6 pièces ou plus
2.98
3.92
2.93
3.99
2.96
4
ENSEMBLE
2.27
2.3
1.82
2.84
2.51
Source : COSTIC /
SCHEFF
(*) Source : Calcul USH-DEEF sur fichiers détail du recensement 2008, INSEE




Peu de variation entre les maisons et les appartements d’une même catégorie
Taux d’occupation plus élevés en HLM à partir des 3 pièces
Des taux qui évoluent peu dans le temps
Par rapport aux taux intuitifs, écart allant de 0% à 42% pour un T2
 Taux intuitifs proches pour des T4,T5 et T6 par contre surévalués pour des
T1,T2 et T3
37
Ratios usuels : les bases…
…mais très rustiques
•1 m² de capteur pour 50 litres d’ECS à Dijon
–> Calcul en ligne sur www.tecsol.fr
•1 m² de capteur en toiture  3 m² de toiture terrasse
•Stockage solaire : 50 litres par m² installé en s’assurant que volume
solaire < consommation journalière
•Taux de couverture mensuel maxi 85% (en été)
•Productivité annuelle entre 500 et 600 kWh / m² de capteur
(min 350 kWh/m².an pour Fonds Chaleur)
38
Dimensionnement
TRES
IMPORTANT
ET
SENSIBLE
Consommations
(mesure conso, pondération conso mensuelle)
Volume du besoin en été ~ volume solaire
50 L/m² en Bourgogne
Surface totale à
peu près
39
Itérations SOLO :
85% max mensuel +
Meilleur taux de
couverture annuel
PARENTHESE : notion de taux de couverture (1/2)
Selon la norme ISO 9488, utilisée par Solo, donc par la GRS/TélésuiWeb :
Tcouv = Qsolaire utile / Qbesoins ecs
Selon la RT 2005 : Tcouv = Qsolaire utile / (Qbesoins ecs + Qdistribution )
Selon Tsol ou Polysun
Tcouv = Qsolaire utile / (Qbesoins ecs + Qdistribution + Qstockage) = Qsolaire utile / (Qsolaire utile +
Qappoint)
Conséquence chiffrée sur un exemple…
40
PARENTHESE : notion de taux de couverture (2/2)
Exemple de calculs de taux de couverture (Tcouv)
Qbesoins ecs = 100
Qsolaire utile = 80
Qdistribution = 50
Qappoint = 80
Qstockage = 10
Selon Solo,
Tcouv = 80 %
Selon la RT 2005 , Tcouv = 53 %
Selon Tsol,
41
Tcouv = 50 %
Analyse des schémas
de principe
- schémas ADEME
- approche TECSOL
LES SYSTEMES DE PRODUCTION D’ECS
TRADITIONNELS
Classification selon : puissance pour chauffer l’eau et la capacité d’ECS
stockée.
Instantanée : pas de capacité de stockage
Semi-instantanée : capacité de stockage permettant d’écrêter les
pointes en sollicitant simultanément fourniture de puissance et
stockage.
Semi-accumulée : volume de stockage pour débits de pointe sans
faire appel à la puissance. (volume de stockage plus important
qu’une installation semi-instantanée mais une puissance plus faible)
Accumulée : volume de stockage au moins égal aux besoins
journaliers (attention aux pertes).
43
Trois grands types d’installations :
- Chauffe-eau
solaire collectif à appoint collectif – CESC
tous types de bâtiments avec ECS collective (Santé, Hôtellerie,
Sport et Loisirs, Logements…)
- Chauffe-eau solaire collectif à appoint individuel - CESCAI
logements collectifs essentiellement neufs.
- Chauffe-eau solaire collectif individualisé - CESCI
logements collectifs essentiellement neufs.
Titre V RT2005 depuis décembre 2011 – RT2012 compatible*
… et des solutions de mise en œuvre innovantes !
44
CESC
- Production solaire collective :
* à échangeur noyé pour les petites installations (< à 50 m2)
* à échangeur externe.
- Production d’appoint centralisée gaz, fioul, électrique, bois…
- Distribution bouclée EC vers points de puisage.
Pertes bouclage compensées par énergie d’appoint
(le bouclage sur le solaire n’est pas une bonne idée sauf pour des
systèmes surdimensionnés et très peu utilisés !).
Dans le cas de logements, nécessité d’installer des
compteurs ECS individuels.
Installations soumises à l’arrêté du 30 novembre 2005.
45
Arrêté du 30 novembre 2005
Modifie l’arrêté du 23 juin 1978 qui limite la t° de distribution à 60°C
pour pallier les risques de brûlure et qui précise :
“Afin de limiter le risque lié au développement des légionelles
[…] et dans les 24 heures précédant leur utilisation :
- Lorsque le volume [du circuit de distribution] est supérieur à 3
litres, la température de l'eau doit être supérieure ou égale à 50
°C en tout point,
- Lorsque le volume total des équipements de stockage est
supérieur ou égal à 400 litres, l'eau contenue dans les
équipements de stockage, à l'exclusion des ballons de
préchauffage, doit :
* Être en permanence à une température supérieure ou
égale à 55 °C à la sortie des équipements,
* Ou être portée à une température suffisante au moins
une fois par 24 heures. »
46
Arrêté du 30 novembre 2005
47
Schéma de Principe CESC ADEME
48
Schéma technique CESC
49
Schéma technique CESC à échangeur noyé
Capteurs
TSA
Départ eau chaude
TSS
Retour bouclage
Prise échantillon
Ballon
solaire
Régulation
Ballon tampon
appoint
TISI
P
déflecteur
VE
C1
Chaudières
TBB
TEF
Clapet EA
Arrivée EFS
Manchette témoin
Prise échantillon
Pompe
50
Soupape de sécurité
Sonde d'ensoleillement
Clapet anti-retour
Filtre à tamis à robinet de rinçage
Vanne BS NO
Vanne BS NF
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne de réglage
Purgeur d'air automatique
TISI
Régulateur / télécontrôleur
Sonde PT1000
Production ECS
existante
Schéma technique CESC avec 2 ballons
solaires
Départ eau chaude de la
production ECS existante
vers la distribution
TSA
Arrivée EFS à la
production ECS existante
Limites de l'installation
solaire
Capteurs
Prise échantillon
Prise échantillon
Relativement facile à installer
sur de l’existant…
TEF
TSS
Ballon
solaire
2000 l
N°2
TISI
Ballon
solaire
2000 l
C1 N°1
C1
Régulation
TSC
P1
déflecteur
TBB
déflecteur
P2
1 seul gros ballon si possible sera
toujours mieux que plusieurs petits
VE
51
Capteurs
Schéma technique CESC à échangeur
externe
TSA
Départ eau chaude
TSS
Retour bouclage
Prise échantillon
Ballon
solaire
TISI
Ballon tampon
appoint
Régulation
TBB
déflecteur
C1
P2
VE
TEF
Clapet EA
Arrivée EFS
Manchette témoin
52
Prise échantillon
Chaudières
TSC
P1
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
Départ
eau chaude
vers l'appoint
Capteurs
IC
RD
Ballon
N°2
Déflecteur
Ballon
N°1
Arrivée
eau froide
Déflecteur
VE
Mars 2007
53
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
Départ
eau chaude
vers l'appoint
Capteurs
IC
RD
Ballon
N°2
Déflecteur
Ballon
N°1
Arrivée
eau froide
Déflecteur
VE
Mars 2007
54
TECSOL
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
Départ
eau chaude
vers l'appoint
Capteurs
IC
RD
Ballon
N°2
Déflecteur
Ballon
N°1
Arrivée
eau froide
Déflecteur
VE
Mars 2007
55
TECSOL
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
Départ
eau chaude
vers l'appoint
Capteurs
IC
RD
Ballon
N°2
Déflecteur
Ballon
N°1
Arrivée
eau froide
Déflecteur
VE
Mars 2007
56
TECSOL
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
Départ
eau chaude
vers l'appoint
Capteurs
IC
RD
Ballon
N°2
Déflecteur
Ballon
N°1
Arrivée
eau froide
Déflecteur
VE
Mars 2007
57
TECSOL
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
Départ
eau chaude
vers l'appoint
Capteurs
IC
RD
Ballon
N°2
Déflecteur
Ballon
N°1
Arrivée
eau froide
Déflecteur
VE
Mars 2007
58
TECSOL
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
Les installations avec
échangeur
Raccordement des ballons de stockage
59
Retour Expérience Etap hôtel ANGERS
Capteurs solaires
Galva 33x42
Cu 40x42
Départ ECS
Retour de
boucle
IC
Ballon
solaire
2000 litres
P1
S1
Ballon
1500 litres
Générateur
gaz
CE
Cu 40x42
RD
VE
Ec
h
P3
P2
Eau froide
Capteurs solaires : SKN2 Budérus - S utile : 46,2 m2
Ballons solaires : TR+ 2000 l. Lacaze - Métaloflex Miroir
Ech : Echangeur CT 80Ch MST -1/1- 25 plaques 0,6 - S : 1,84 m2
P1 : Pompe primaire TP 25-50R Grundfos
P2 : Pompe secondaire UP 25-45N Grundfos
P3 : Pompe remplissage JP5 Grundfos
CE : Compteur d'énergie CETAS II DN20 Sappel
IC : Interrupteur crépusculaire IC 2000 Merlin Gérin
RD : Régulateur différentiel RLE 125 Siémens
S1 : Sonde "chaude" QAD 22 Siémens
© Tecsol
60
Décembre 2003
ACCOR
Etap Hôtel ANGERS
Principe général de la production d'eau chaude solaire
Bureau d'études
Entreprise
TECSOL
A.T.S.
Tecnosud - BP 434 - 66000 PERPIGNAN
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
rue de la Vallée d'Ossau - 64121 SERRES-CASTET
Tél. : 05 59 12 86 61 ; Fax : 05 59 33 95 57
60
Principe « eau morte »
61
Schéma technique « eau morte »
TECSOL
SE
Départ
Eau Chaude
Retour
bouclage
Capteurs
TSRS
TISI
Régulation
Manchette
témoin
P1
Réservoir
solaire N°1
Prise
échantillon
TSC
TSS TSA
Prise
échantillon
Prise
échantillon
P3
P2
VE
Chaudières
Réservoir
solaire
N°2
TEF
Arrivée
Eau Froide
VE
Clapet EA
Manchette
témoin
Pompe
Clapet anti-retour
Vanne BS NO
Vanne BS NF
62
Vanne de réglage TA Control
Sonde d'ensoleillement CS10 RESOL
Soupape de sécurité
Compteur volumétrique
avec émetteur d'impulsions
Purgeur d'air automatique
Prise
échantillon
TISI
Régulateur / télécontrôleur
Solar Monotor LT-201-PE T-BOX
Sonde PT1000 FKP60 RESOL
Schéma type
le 30/07/2009
BP
434
Tecnosud
PERPUGNAN
Cedex
TECSOL
Tél. : 04.68.68.16.40 ; Fax : 04.68.68.16.41
Production d'eau chaude sanitaire solaire
Principe général type "eau morte"
CESCAI
- Production solaire collective avec capteurs sur toitures et ballons en
local technique au R0 :
* à échangeur noyé pour les petites installations (< à 50 m2)
* à échangeur externe.
- Distribution bouclée ECS solaire vers producteurs d’appoint individuels.
Pertes de bouclage compensées par énergie solaire.
- Production d’appoint individuelle électrique ou gaz. Individualisation
des charges liées à l’énergie d’appoint ECS.
Nécessité d’installer des compteurs ECS individuels.
Installations soumises à l’arrêté du 30 novembre 2005.
63
Principe CESCAI
64
Schéma technique CESCAI TECSOL
SE
Départ
ECS
TSS
Prise
échantillon
TSC
Capteurs
TISI
Régulation
Ballon
solaire
N°2
Ballon
solaire
N°1
C2
Prise
échantillon
C1
TBB
TEF
Ps
déflecteur
TRB
Retour
ECS
Arrivée
EFS
déflecteur
EA
Prise
échantillon
VE
Eau chaude
65
Eau chaude
Eau chaude
Groupe
de
sécurité
Groupe
de
sécurité
Groupe
de
sécurité
Groupe
de
sécurité
Eau chaude
CESCI
- Production solaire collective avec capteurs sur toiture-terrasse ou
toiture inclinée + ensemble technique (pompe, expansion, coffret
électrique…) sur toiture-terrasse (sous les capteurs) ou en combles.
- Distribution bouclée énergie primaire solaire vers chaque logement.
Pertes de bouclage compensées par l’énergie solaire.
- Ballon solaire avec appoint incorporée électrique ou gaz ou séparé gaz
dans chaque logement.
Individualisation des charges liées à l’eau et l’énergie ECS.
Installations non soumises à l’arrêté du 30 novembre 2005.
Projet SCHEFF dans le cadre du Pacte ECS.
66
Schéma technique CESCI « obsolète »
Sonde ensoleillement
Capteurs
solaires
Régulation
TSC
TISI
TEB
TEC
Pompe
Purgeur d'air automatique
Clapet anti-retour
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne NO
TSB
TISI
Vanne NF
Sonde de température PT1000
Vanne d'équilibrage
GT2
GT1
GT3
400
litres
200
litres
67
Sonde d'ensoleillement
Soupape de sécurité
VE
GT4
GT5
400
litres
400
litres
Régulateur-Télécontrôleur
GT6
GT7
400
litres
400
litres
400
litres
300
litres
200
litres
200
litres
300
litres
300
litres
200
litres
200
litres
300
litres
300
litres
200
litres
200
litres
300
litres
300
litres
200
litres
200
litres
Schéma technique CESCI modifié
Sonde ensoleillement
Capteurs
solaires
TSC
Régulation
TISI
TEB
TEC
TSB
VE
Eau froide
Eau chaude mitigée
Mitigeur thermostatique
R+2
Groupe
de
sécurité
Principe de raccordement des ballons
Pompe
Purgeur d'air automatique
Clapet anti-retour
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne NO
Vanne NF
Vanne d'équilibrage
Soupape de sécurité
68
TISI
Régulateur-Télécontrôleur
Sonde de température PT1000
Sonde d'ensoleillement
R+1
RDC
Chauffage de piscines
69
Capteurs sans vitrage
70
BASSIN
BAC
TAMPON
Mitigeur
thermostatique
Chaudière
gaz
FILTRE
Départ ECS solaire
vers l'appoint gaz
Régulateur
pH / Cl
Ballon solaire
RD
Filtre à tamis à robinet de rinçage
Pompe
Clapet anti-retour
Compteur volumétrique à émetteur d'impulsions
Vanne de réglage
Purgeur d'air automatique
Vanne NO
Vanne NF
Soupape de sécurité
71
Flexibles EPDM tresse inox
RD
Régulateur différentiel
Sonde de régulation
Arrivée EF
BASSIN
BAC
TAMPON
FILTRE
Chaudière
gaz
Arrivée EF
Pompe avec préfiltre
RD
RD
Régulateur
pH / Cl
Vanne Normalement Ouverte
Vanne Normalement fermée
72
Régulateur différentiel
Sonde de régulation
A partir des retours
d’expérience, comment
mieux concevoir une
installation solaire
collective ?
Daniel Mugnier, Docteur-Ingénieur TECSOL
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique,
Dijon.
20 janvier 2014
Règles de dimensionnement
et caractéristiques matériels
- capteurs
- éléments de sécurité
- échangeurs
- implantation
Caractéristiques
principales des matériels
Capteurs
Capteur : Plan vitré, vidangeable
Avis technique CSTBat et/ou Solar Keymark
Capteurs plans
ou capteurs sous vide ??
- Capteur plan mieux adapté en Bretagne
que le sous vide pour la production d’ECS (cf. rendement 45°C)
-
Attention aux risques de surchauffe pour le sous vide (250°C)
-
Attention à la pose à plat du sous vide (purge)
-
Technologie sous vide adaptée pour la plage 70-95°C
75
Rendement
Courbes du rendement de capteurs et
domaines d'application
Différence de température entre le capteur et le milieu ambiant [°C]
Absorbeur de piscine
Capteur plat
Capteur de vide
76
0 – 20 °C Chauffage de piscine
20 – 100 °C Eau chaude et chauffage
> 100 °C Chaleur de processus
3-13
Mise en œuvre des capteurs solaires
Capteurs « indépendants sur support »
L’implantation
des
capteurs solaires
77
Mise en œuvre des capteurs solaires
Capteurs « indépendants sur support »
78
Mise en œuvre des capteurs solaires
Capteurs « incorporé en toiture »
79
Mise en œuvre des capteurs solaires
Capteurs « intégré en toiture »
80
Raccordement des capteurs
Sortie
Entrée
81
Raccordement des capteurs
Sortie
Entrée
82
Entrée
Formes de raccordement du champ
de capteurs et débit
83
Retour Expérience Etap hôtel ANGERS
84
Vannes de réglage
Utilité :
85
pour équilibrage
surveillance exceptionnelle des débits
Ré-équillibrage si nécessaire dans le temps
Toujours moins cher que le « Tichelmann équivalent »
5 - Composants
Vannes de réglage
- Equilibrage manuel à
lecture directe
- by pass pour lecture facile
- Non adapté aux
installations collectives
(nombreux passages)
- Fiabilité dans le temps ?
86
- Aucun réglage sur le chantier
- Aucune moyen de contrôle
du débit
- Pertes de charge énormes :
15 à 200 kPa
- Colmatage par résidus
Batteries
identiques et une
seule antenne
(moins de 10%
des cas en solaire
thermique
collectif)
Non prise en compte des résistances secondaires (obstacles
(embranchements, coudes, soudures des raccords)
87
5 - Composants
Raccordement des batteries
Boucle de Teekelmann
Raccordement des batteries
Utilisation des vannes de réglage
88
Canalisations extérieures
Canalisation du circuit primaire
- Cuivre écroui,
- Calorifuge extérieur hydrophobe avec protection
mécanique résistant aux UV
- Majoration des pertes de charges de 20% (antigel)
89
Canalisations extérieures
90
Canalisations extérieures
91
Caractéristiques des composants
Fluide caloporteur : Mono
propylène glycol (MPG)
- contact alimentaire : non toxique
- Protection contre le gel 40% en volume pour tenue à
-25°C (cristallisation)
- Chaleur spécifique et conductivité élevées
- Protection contre la corrosion
- Elévation du point d’ébullition
- Vitesse inférieure à 1m/s
- Perte de charge < à 20 mmCE
- Conditions sanitaires : liste A
(conformité sanitaire) de la DGS
92
Caractéristiques des composants
Source : Viessmann
93
Caractéristiques des composants
Fluide caloporteur
94
Caractéristiques principales des matériels
Echangeur : Plaques inox AISI 316L avec joints EPDM
P = 700 W/m2 de capteurs
Echangeur 1 passe (durabilité dans le temps)
Primaire : Fluide caloporteur
D : 50 l/h.m2 capt. ;Dp : 1 mCE ; T° entrée : 55°C
Secondaire : Eau sanitaire
D : 50 l/h.m2 capt. ;Dp : 1 mCE ; T° sortie : 47°C
Ballon :
95
Acier vertical avec piquages ad-hoc
Revêtement certifié ACS
Jaquette isolante : 100 mm
Caractéristiques ballon ECS solaire
Jaquette calorifuge
épaisseur 100 mm
DN 15 : Thermométre
100
Sortie Eau chaude sanitaire
Entrée
secondaire
Trou d'homme  400
Sortie
secondaire
DN 15 : Sonde
Coude déflecteur
Axes entrée et sortie
secondaire
Entrée eau froide
100
Arrivée
eau froide
1/2 à 2/3 h virole
Anode
Hauteur totale
Ø standard
Trou d'homme
Vidange
Revêtement
intérieur résistant
à 95°C
96
Ballon avec revêtement intérieur alimentaire ACS garanti à 95°C,
bénéficiant d'une garantie de 5 ans minimum,
avec jaquette isolante 100 mm de laine minérale, mousse.....
© TECSOL
Retour à l’exemple : l’hôtel Etap Hotel Angers
97
98
© TECSOL
Vases d'expansion
99
Composants et sous-systèmes des installations solaires thermiques
3-29
Fonctionnement du vase d'expansion
Vase divisé en deux parties au moyen d'une membrane.
Si Tantigel augmente, V fluide augmente, déplacement de la
membrane l'intérieur du vase d'expansion
100
Caractéristiques générales des matériels :
Vase d’expansion
Approche SOCOL :
-
Ensemble de protection
- Vases d’expansion dans le local, largement
dimensionnés avec pression azote inférieure
de 0,5 bar à la pression de remplissage
- Soupape minimum 3 bar supérieur au VE
- Ensemble de remplissage
- Pompe de hauteur manométrique correspondant à
la hauteur statique de l’installation + 1,5 bar mini
101
Caractéristiques générales des matériels :
Vase d’expansion
102
Caractéristiques générales des matériels
:
Vase d’expansion
Autre méthode (dite « allemande » ):
-
Prise en compte de vaporisation du fluide contenu dans
les capteurs pour le calcul du vase
Pour : marge de sécurité en cas de dysfonctionnement pour
maintenir l’installation en fonctionnement en cas de surchauffe
Contre :
- ne respecte pas complètement la règlementation vapeur a
priori (AFNOR dit que si pour un capteur mais batterie ?)
- difficulté de maîtrise des conséquences de phénomènes de
vaporisation en collectif
- vieillissement accéléré des installations
103
Caractéristiques des composants
Circulateurs/pompes (primaire et secondaire)
- Sur le départ vers les capteurs
- Matériaux adaptés au glycol (pompe primaire)
- Circulateurs simples (investissement plus faible)
- Débit : 50 l/h.m2 de capteurs
- A moteur ventilé
Clapets AR : laiton ou bronze à ressort inox
104
Caractéristiques pompes/circuits
Pompe primaire : Fluide caloporteur
- simple à moteur ventilé avec garniture spécifique
- tri 400 V (ou mono 240 V)
- d : 50 l/h.m2 de capteurs
Pompe secondaire : Eau sanitaire
- simple à moteur ventilé avec garniture standard
- tri 400 V (ou mono 240 V)
- d : 50 l/h.m2 de capteurs
Circuit primaire :
- Tubes cuivre écroui brasés ou raccords sertis
- Calorifuge gaine mousse fermée + PVC série EP
Circuit secondaire :
- Tubes cuivre écroui brasés ou raccords sertis
- Calorifuge gaine mousse fermée + PVC agrafé
105
Caractéristiques des composants
Purgeur d’air
sur tous les points hauts isolables par vanne ¼ de tour
laiton 150°C
106
Caractéristiques des composants
Régulateur-Télécontrôleur : Solar Monitor LT-201-PE
T-BOX
Sonde d’ensoleillement : CS10 RESOL (ou similaire)
Sondes de température : PT 1000 à plongeant (FKP
60 RESOL ou similaire)
107
Principe de fonctionnement CESC /CESCAI
Pompe primaire :
- Mise en route lorsque I > 150 W/m2
- Arrêt lorsque I < 120 + 2 (TBB-20) W/m2
Pompe secondaire :
- Asservie à la primaire et
- Mise en route lorsque TSC > de 7°C à TBB
- Arrêt lorsque TBB < de 2°C à TSC
Protection contre surchauffe :
Maintien des pompes en fonctionnement si TBB >
85°C
Retour en auto lorsque TBB < 60°C
108
Régulateur différentiel
Fonctionnement
pompe (Tout ou
Rien)
march
e
Comparaison entre
T° sortie capteur et
T° bas ballon
stockage
arrêt
T
Déclenchement
2K
109
T
Déclenchement
7K
T
Rayonnement solaire en fonction de la météo
110
Ressources solaires - Rayonnement solaire
2-9
CESCI
Caractéristiques principales des matériels
Ballons :
Ballons CESI agrément CSTB
Pompe solaire : Fluide caloporteur
- simple à moteur ventilé avec garniture spécifique
- mono 240 V
- d : 70 l/h.m2 de capteurs
Principe de fonctionnement
Pompe solaire :
- Mise en route lorsque I > 150 W/m2 et TSC > de 7°C à TSB
- Arrêt lorsque I < 120 + 2 (TSB-20) W/m2 et TSB < de 2°C à TSC
111
Défauts conception / installation potentiels
- Surdimensionnement des installations
- Complexité des installations
- Raccordements capteurs en batteries
- Equilibrage hydraulique du circuit capteurs
- Nature des canalisations et calorifuge du circuit capteur
- Sous-dimensionnement échangeur, expansion
- Situation des sondes de régulation
- Absence de purge sur circuit secondaire, type pompe
112
Défauts de conception / installation
potentiels
-Situation des sondes de régulation
Position sonde capteur
position sonde ballon
- Absence de purge sur circuit secondaire, type pompe
(rotor noyé notamment…)
113
Défauts de fonctionnement / exploitation
potentiels
- Arrêt installation
- Pression circuit capteur insuffisante
- Dilution antigel excessive, absence de fluide circuit
- Mauvaise purge des capteurs
- Température appoint excessive
114
Contre-exemples
115
Contre-exemples
SE
Capteurs
production
d'appoint
TSS
Prise échantillon
Ballon solaire
N°2
Ballon solaire
N°1
C1
TSC
P1
déflecteur
Arrivée EFS
P2
C1
Prise
échantillon
VE
Tecnosud - 105 av. Alf red Kast ler
BP 90- 434 - 66004 Perpignan cedex
Tél: 04.68.68.16.40 - Fax: 04.68.68.16.41
contre exemple
116
Indice
Dat e
Aut eur
Contre-exemples
SE
47 Capteurs
Départ
eau
chaude
TSS
TISI
Ballon
solaire
2000 litres
n°01
TSA
Chaudières
Ballon
solaire
2000 litres
n°02
TSC
6 bars
TBB
Vase expansion
Reflex 400 litres
TEF
C1
Manchette témoin
Pompe
117
adoucisseur
Arrivée EFS
Retour
bouclage
Soupape de sécurité
Sonde d'ensoleillement
Clapet anti-retour
Filtre à tamis à robinet de rinçage
Vanne BS NO
Vanne BS NF
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne de réglage
Purgeur d'air automatique
TISI
Régulateur / télécontrôleur
TECSOL
octobre 2012
80 rue de Paris - 93 100 MONTREUIL
Tél. : 01 49 88 92 19 ; Fax : 04 68 68 16 41
Sonde PT1000
Saint-Maur-des-Fossés
Contre-exemples
118
Schémas : analyse de ce qu’il ne faut pas
faire
119
Schémas : analyse de ce qu’il ne faut pas
faire
120
Merci de votre attention
+ d’info: www.tecsol.fr
contacts : Daniel Mugnier – Marie Lyne Laquerrière
[email protected]
Maylis Gutierrez
[email protected]
121
Installation et
maintenance : quels
facteurs garants du
bon fonctionnement
d’une installation ?
Daniel Mugnier, Docteur-Ingénieur TECSOL
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
Retour à l’exemple : l’hôtel
Etap Hotel Angers
Après l’étude, le chantier…
Après l’étude, le chantier
12
4
Après l’étude, le chantier
12
5
Après l’étude, le chantier
12
6
Après l’étude, le chantier
12
7
Après l’étude, le chantier
12
8
Après l’étude, le chantier
12
9
Réception et mise en
service
- protocole de réception
- points de contrôle à la mise en
service
Rédaction des pièces écrites : CCTP & DPGF
Rappel : Déroulement d’une opération de
production d’ECS solaire collective
- Etude de pré-diagnostic ou faisabilité.
* Financée par l’ADEME (non systématique selon régions ; 50%)
* Permet au maître d’ouvrage de faire demande à l ’ADEME (et la
REGION) de financement de l’opération.
- Maîtrise d’œuvre de l’opération.
* Financée dans le cadre du Fonds Chaleur
* Etablissement du dossier de consultation des entreprises (PRO)
* Analyse des offres (ACT)
* Vérification du dossier d’execution (VISA)
* Suivi des travaux (DET)
* Réception des travaux (AOR)
* Suivi du télécontrôle
131
Rédaction pièces écrites : CCTP & DPGF
SOMMAIRE
CHAPITRE 1 - PRESCRIPTIONS GENERALES
1.1. Objet du CCTP
1.2. Règlements et normes
1.3. Pièces à fournir par les concurrents à l’appui de l’Acte d’Engagement
1.4. Pièces à fournir par l’entreprise titulaire du présent lot
1.4.1. Avant le commencement des travaux
1.4.2. Avant la réception des travaux
1.5. Responsabilité de l’entreprise
1.6. Brevets
1.7. Contacts avec les services publics ou privés
1.8. Qualité et origine des matériaux
1.9. Responsable de l’exécution
1.10. Organisation du chantier – Délais - Pénalités
1.11. Coordination avec les autres corps d’état
1.12. Modifications de prestations en cours d’exécution
1.13. Essais, Garanties et Réception des installations
1.13.1. Garanties de bonne construction
1.13.2. Vérifications
1.13.3. Constatation des défauts
1.13.4. Modalités des essais
1.13.5. Frais afférents aux opérations de contrôle
1.13.6. Réception
1.13.7. Garanties de Résultats
CHAPITRE 2 - BASES DE CALCULS
2.1. Bases des calculs des installations solaires et de leurs performances énergétiques
2.1.1. Méthode de calculs
2.1.2. Données météorologiques
2.1.3. Données sur la consommation d’eau chaude sanitaire
2.1.4. Caractéristiques des composants
2.1.5. Prédimensionnement des installations
2.1.6. Présentation des résultats des calculs
2.2. Caractéristiques et nature des fluides et énergie
2.2.1. Fluides et énergies fournis
2.2.2. Caractéristiques des fluides à obtenir
2.3. Règles et données à respecter
CHAPITRE 3 - DESCRIPTION ET CONSISTANCE DES TRAVAUX
3.1. Généralités
3.1.1. Principe général de la production ECS actuelle
3.1.2. Description des équipements de production d’eau chaude sanitaire existants
3.1.3. Description sommaire des travaux à effectuer
3.1.4. Caractéristiques générales des matériels
3.2. Consistance des travaux
132
Le CCTP :
1) Prescriptions
générales
2) Bases de calculs
3) Description et
consistance des
travaux
Rédaction pièces écrites : CCTP & DPGF
Le DPGF :
1) Structuré
2) Détaillé
3) Document de référence
(même si non considéré
comme pièce contractuelle)
4) Utile pour l’EXE
133
134
© TECSOL
135
© TECSOL
136
© TECSOL
137
© TECSOL
138
© TECSOL
139
© TECSOL
140
© TECSOL
141
© TECSOL
142
© TECSOL
143
© TECSOL
144
© TECSOL
145
© TECSOL
Mise en service de l’installation
-
Remplissage du circuit capteur en fluide antigel complet « prêt
à l’emploi », alimentaire, assurant une protection à
– 25°C.
Pression du circuit = H statique + 1 bar
- Réglage des régulations :
• Primaire : marche : 150 W/m2 ; arrêt : 120 W/m2
• Secondaire : marche : Dt = 7°C ; arrêt : Dt = 2°C
- Réglage des vannes d’équilibrage par manomètre à
microprocesseur (CBI TA Control) avec blocage des vannes et
remise du rapport de réglage
146
Installations sous pression
Essais circuits :
- en pression eau de ville => nécessité de vidange
- en pression d’air
Remplissage circuit primaire :
N’effectuer le remplissage que lorsque l’installation peut
être mise en service et que les besoins en ECS sont
positifs.
Le remplissage doit s’effectuer hors période
d’ensoleillement.
- Fluide caloporteur : prêt à l’emploi à base de mono- propylèneglycol, agréé par le ministère de la santé
Tifocor (-28°C) ; Héliogel CS 80 (-25°C) Dehon-Services
Calop 30D (-15°C) PCMB
147
Installations sous pression
Remplissage circuit primaire (suite):
- Pression de remplissage = hauteur statique de l’installation +
1,5 bar résiduel dans les capteurs.
Ex.: Bâtiment R+5 avec capteurs en toiture et local en R0 =
Env. 20 m + 1,5 bar = 3,5 bar.
 Pression azote vase d’expansion = 3 bar.
Remplissage à la pompe électrique avec vannes d’isolement
des purgeurs automatiques ouvertes. Ne refermer les vannes
que plusieurs jours après le remplissage en vérifiant et
compensant les baisses éventuelles.
Mise en service de l’installation :
- Sitôt après avoir effectué le remplissage.
- Réglages vannes TA suivant méthode Régis après fermeture
des vannes d’isolement des purgeurs.
148
Mise en service installations autovidange
B1
TSA
Départ eau chaude
TSS
Réservoir
de vidange
Retour bouclage
Ballon tampon
appoint
Ballon solaire
TISI
P1
TSC
TBB
Chaudières
Régulation
déflecteur
V2
V1
Vanne remplissage-vidange
P2
C1
Prise
échantillon
TEF
Prise
échantillon
Clapet EA
Arrivée EFS
Pompe
Soupape de sécurité
Sonde d'ensoleillement
Clapet anti-retour
Vanne BS NO
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne BS NF
Adoucisseur
Vanne de réglage
Purgeur d'air automatique
TECSOL
149
TISI
Régulateur / télécontrôleur
Sonde PT1000
08/2010
BP 434 - Tecnosud - PERPIGNAN Cédex
Tél. : 04 68 68 16 40 ; Fax : 04 68 68 16 41
Production solaire
Principe auto-vidangeable
Mise en service installations autovidange (1/2)
PROCEDURE DE REMPLISSAGE DES INSTALLATIONS
AUTOVIDANGEABLES
La batterie de capteurs la plus éloignée de l’échangeur doit être
équipée d’un bouchon démontable (B1) sur son collecteur bas à
l’extrémité opposée à l’entrée.
Le remplissage du circuit primaire s’effectuera au moyen d’une
pompe électrique (ou manuelle) raccordée au piquage de vidange
au point le plus bas de l’installation (V1).
Le principe consistera à remplir le circuit jusqu’au niveau du
collecteur bas des capteurs (B1), volume (v) auquel, une fois ce
niveau stabilisé, sera prélevé la quantité (q) de fluide
correspondant à la dilatation maximale (q = v x 0,07).
150
Mise en service installations autovidange (2/2)
PROCEDURE DE REMPLISSAGE DES INSTALLATIONS
AUTOVIDANGEABLES
Le remplissage s’effectuera par la vanne V1 et la méthode à suivre est
la suivante :
- enlever le bouchon B1 et fermer la vanne V2 (vanne d’isolement de la
pompe). Prévoir un réservoir sous l’extrémité du collecteur (B1)
- remplir le circuit jusqu’au niveau du collecteur bas des capteurs
(écoulement fluide B1), arrêter le remplissage,
- ouvrir la vanne V2 et laisser le niveau du fluide se stabiliser,
- compléter le remplissage jusqu’au collecteur bas des capteurs,
arrêter le remplissage et laisser s’écouler l’excédent de fluide.
- une fois le niveau stabilisé, prélever la quantité de fluide
correspondant à la dilatation maximale calculée ci-avant au niveau de
V1 et ensuite remettre le bouchon.
151
Check list de réception des installations
• Pas forcément de document universel : fonction de la
complexité de l’installation
• Possibilité de guides et de canevas
• Les CR de chantier doivent servir de références
• Les documents de référence étant le DPGF et le CCTP…
Un canevas ADEME !
152
Check list de réception des installations (1/3)
153
Check list de réception des installations (2/3)
154
Check list de réception des installations (3/3)
155
Exemple de liste de réserves de PV réception (CESC)
156
Suivi, entretien et
exploitation
Comment assurer le minimum d’entretien
pour un bon fonctionnement sur la durée..
Pourquoi besoin de suivi
Un défaut sur la partie solaire (sonde, régulation, circulateur
défectueux, …) peut passer inaperçu si l’appoint « fait son travail » :
•
•
•
•
les utilisateurs disposent toujours d’eau chaude
dégradation des parties sensibles (joints, raccords,…)
bilan économique dégradé
les maîtres d’ouvrage deviennent méfiants
=> Pour s’assurer de détecter rapidement un défaut,
un suivi dans la durée est indispensable
158
Suivi, entretien et exploitation
Le suivi des installations solaires thermiques
collectives
est OBLIGATOIRE dans le cadre des financements
publics, et dans tous les cas INDISPENSABLE pour
assurer au maître d'ouvrage la pérennité et le bon
fonctionnement de son installation
Il doit être associé à une maintenance CURATIVE
..et à une visite de contrôle/entretien légère et annuelle
159
Différents moyens de suivi
Suivant :
-
160
la taille de l’installation
le maître d’ouvrage
les moyens techniques sur place
•
Relevé manuels
•
Télérelevés
Relevés manuels
161
Relevés manuels
Production
solaire utile est
calculée en
valeur d’énergie
utile à la sortie
du ballon solaire
Comparaison mensuelle et action corrective si nécessaire
162
Relevés manuels
Télésuiweb : mesures et calculs
163
Télérelevés
Principe : tout est automatique en terme de suivi
2 grandes familles :
• Contrôle de bon fonctionnement (CBF)
• Garantie de Résultats Solaires (GRS)
164
Télésuivi GRS/CBF : concept & outils
Un concept et une mise en pratique (TECSOL 1987), 2 objectifs liés


Une offre solaire crédible
•
=> Responsabiliser les entreprises
•
=> Prévoir, contrôler et garantir les performances
Des installations performantes dans la durée
Un outil technique : le télésuivi GRS/CBF basé sur
•
Le calcul des performances théoriques : SOLO
•
La mesure et l’analyse continues des performances réelles
•
La détection, le diagnostic et l’alarme en cas de dysfonctionnement
Des outils contractuels : les conventions GRS/CBF
165
GRS & CBF : Les principes
GRS
CBF
Convention entre client et
entreprises
bureau d’études, installateur,
fabricant de capteurs, maintenance
Objectif de production d’énergie
80% de la production théorique SOLO
Moyens de suivi des performances
poste local, liaison, superviseur distant
Moyens de maintien des
performances
expertise, alarmes, contrat d’intervention
Clauses de Pénalité
restaurer la rentabilité
166
Constat
performances
outil pour le
client
Convention GRS : contractants
Maître d’ouvrage <==> Groupe garant constitué
progressivement
Bureau d’études : s’engage lors de l’étude, écrit le précontrat GRS
Installateur : s’engage dans la réponse à l’AO (précontrat GRS)
Fabricant du capteur : s’engage dans la réponse à l’AO
Maintenance/Exploitant : s’engage dans le contrat d’entretien
Contrat GRS final signé à la réception
167
Convention GRS : objectif chiffré
Calculer la production solaire théorique : Eth (méthode SOLO)
Définir la production solaire garantie : EGar = r * Eth
✓ r = 0,8 abattement tenant compte des incertitudes
L’installation est réputée devoir produire l’énergie garantie en
moyenne annuelle sur la période de garantie (±5 ans)
La garantie n’est redéfinie que si les besoins sont inférieurs à
ceux prévus (consommation inférieure à la référence).
168
Convention GRS : pénalités
Montant des travaux
- montant brut : 50 000 € (50 m2)
- subvention 40%
- montant subvention déduite : 30 000 €
Production annuelle
- théorique : 40 MWh
- garantie : 32 MWh
- mesurée
en moyenne sur 5 ans : 30 MWh (150 MWh en 5
ans)
Ratio production/garantie = 30/32 = 93,75% (déficit : 6,25%)
Pénalité : 6,25% x 30 000 € = 1 875 €.
169
La GRS : contraintes & solutions
‣
Contraintes liées au solaire thermique en général
Méthode de calcul : précision limitée, certains schémas non
gérés
✓=> prendre une marge de sécurité sur les performances
✓=> besoins de développement
‣
Contraintes liées au télésuivi en général (ECS solaire a fortiori)
Coût élevé pour les installations de petite taille
✓=> décliner le concept : suivi simplifié, CBF
‣
Contraintes spécifiques à la GRS
Problèmes juridiques et d’assurance liés aux pénalités
✓=> décliner le concept : CBF
170
Télésuivi & GRS : une réalité
• plus de 20 ans de pratique en matière de télésuivi GRS
• + de 1000 ans mesures cumulées en ECS solaire / 250 installations
• en phase avec le Fonds Chaleur (data) mais pas seulement (alarmes)
Analyse échantillon Télésuivi TECSOL (8900m² pour 100 installations, données 2009)
=> 94 % des installations produisent plus de 80% de SOLO…
171
CBF : les idées directrices
Garder «l’esprit» GRS, adapter «la forme», en option réduire le
coût
Garder l’esprit :
✓Mesure et qualification des performances (suivi)
✓Moyens de rétablir les performances (alarmes)
Faire des compromis sur la forme :
✓Pas de pénalités formelles => c’est au maître d’ouvrage de
réclamer
Permettre éventuellement (pas obligatoirement) un suivi moins
coûteux
✓laisser au maître d’ouvrage la responsabilité du suivi d’alarme
172
Télésuivi GRS/CBF : La pratique
Calcul
Ig
VEC
P1
P2
TEF
TSA
TSS
TSC
Bilans
Expertise (semi-auto)
Installation solaire
Poste local
Suivi détaillé : poste + ligne téléphonique + analyse fine
 Surcoût initial : ± 1000 € ; suivi : 600 €/an *
Soit 40 €/m2 pour une installation de 100 m2 (suivi 5 ans)
Suivi simplifié : compteur manuel + analyse simple
 Surcoût initial : ± 300 € ; suivi : 100 €/an *
Soit 20 €/m2 pour une installation de 30 m2 (suivi 3 ans)
(*) dans le cadre d’une maîtrise d’oeuvre, sinon 750 à 1500 € de plus
173
Alarmes
Télésuivi : Installation ECS
Circuit
Primaire
(fluide antigel)
174
Secondaire
(eau sanitaire)
Télésuivi : Mesures & calcul
Ig.
TSS
TSC
TSA
TEF
P1
P2
TBB
VEC
Production solaire utile : Bilan ESol = Cp.
VEC.(TSS-TEF)
• Régulation de l’installation : états supplémentaires et algorithmes
175
Synthèse : quittance mensuelle
Bilan réel et théorique
(mois courant et cumul)
Transmis à tous les
partenaires
• Consommation
(vraie/prévue)
Commentaire du fonctionnement.
• Production solaire,
appoint
• Garantie et écart à la
garantie
• CO2 évité
176
Synthèse : rapport annuel (1)
6000
150
5000
125
4000
100
3000
75
2000
50
1000
25
Conso ECS ref (l/j)
177
Conso ECS réelle (l/j)
Garantie (kWh/j)
déc 05
nov 05
oct 05
sep 05
aoû 05
jui 05
jui 05
mai 05
avr 05
mar 05
fév 05
0
jan 05
0
Production solaire (kWh/j)
kWh/jour
litres/jour
Hôpital de Bitche - 2005 - Graphe des données mensuelles.
Synthèse : www.tecsol.fr
178
Expertise (interne) : graphe à 10’
Courbe journalière avec la consommation ECS
179
GRS/CBF/télésuivi : Limitations
Le télésuivi ne rendra pas performante une “mauvaise” installation
➡ il ne rend pas obsolète le choix d’un schéma simple et validé
➡ il ne rend pas obsolète une mise en oeuvre soignée
La détection et le diagnostic n’impliquent pas la réparation effective
➡ La chaîne technique de maintenance n’est pas toujours assez
efficace et elle est difficilement automatisable
➡ Les dysfonctionnements n’ont pas de conséquence immédiate
: Le service en eau chaude reste assuré.
Le télésuivi doit être «rentable» : un rapport coût-bénéfice pertinent
implique d’ajuster objectifs et moyens à la taille de l’installation
180
Retour à
l’exemple :
Etap Hotel Angers
2005
181
Retour à
l’exemple :
Etap Hotel Angers
2006
182
Retour à
l’exemple :
Etap Hotel Angers
2007
183
Retour à
l’exemple :
Etap Hotel Angers
2008
184
Généralités sur la maintenance : 3 niveaux
1) Maintenance curative
=> réparation après la panne
2) Maintenance préventive => observation de déviations et réparation/chgt avant
la panne
3) Maintenance prédictive => étude statistique de risques et remplacement
programmé
Industrie
Focus sur la procédure adaptée
au solaire thermique collectif : CURATIF
… mais la maintenance doit plutôt être une
surveillance et les changements de matériels
doivent être rares
185
Maintenance de l’installation : protocole ADEME
(1/3)
186
Maintenance de l’installation : protocole ADEME
(2/3)
187
Maintenance de l’installation : protocole ADEME
(3/3)
188
Détection sur Bilans (jour/semaine)
Symptômes : Production nulle, P1 arrêtée
Diagnostic : Pompe HS, disjonctée, ou régulation.
189
Détection sur data à 10’
Symptôme : Mauvais transfert primaire- secondaire
Diagnostic probable : baisse de pression primaire.
190
Merci de votre attention
+ d’info: www.tecsol.fr
contacts : Daniel Mugnier – Marie Lyne Laquerrière
[email protected]
Maylis Gutierrez
[email protected]
191
Quels dispositifs
d’aides aujourd’hui ?
Lilian Geney, Chargé de missions énergies
renouvelables ADEME
[email protected]
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
Sommaire
– Les aides pour le solaire thermique en région Bourgogne
• Programme Energie Climat Bourgogne 2014
Critères d’éligibilités
Système d’aides
• Le fonds chaleur renouvelable 2013 dans l’attente de 2014
Critères d’éligibilités
Système d’aides
Evolution du fonds chaleur pour 2014
– Solaire thermique : état des lieux et bilans
• Bilan
• Prix moyen constaté
– La redynamisation de la filière solaire thermique collective
Les aides en région
Bourgogne
– Le Programme Energie Climat Bourgogne
• Programme partenarial entre l’ADEME, la région Bourgogne,
l’Etat et le FEDER (fonds européen) qui date de plus de 20 ans
• En cours de construction du CPER et des fonds FEDER sur la
période 2014-2020
– Le Fonds chaleur renouvelable
• Dispositif de l’Etat faisant suite au Grenelle de l’Environnement
pour développement la chaleur renouvelable (réseau de chaleur,
biomasse, solaire thermique et géothermie profonde et
superficielle) dont la gestion est confiée à l’ADEME depuis 2009
– Les 2 systèmes sont complémentaires
Les aides en région
Bourgogne
Quelques règles à respecter :
– Pas d’aide possible sur les opérations dans le neuf où le
solaire thermique permet de respecter la réglementation
thermique en vigueur. Il faut que le solaire thermique
permette d’aller plus loin que la réglementation en
vigueur.
– Déposer les dossiers de demande de subvention avant
la signature des ordres de service aux entreprises pou
respecter le fonctionnement des fonds publiques,
PECB 2014
Critères d’éligibilité pour les
études d’aide à la décision
– Etude obligatoire dès 20 m² de capteurs envisagés
cahier des charges type sur www.bourgogne.ademe.fr
– Sur bâtiment existant, campagne de mesure de 2 mois
– Pour l’existant, étude de faisabilité solaire thermique
couplée à un pré-diagnostic énergétique
PECB 2014
Critères d’éligibilité pour les
investissements
– Si bâtiment de plus de 2 logements (intermédiaire ou
semi-collectif)  prévoir mutualisation de la surface de
capteurs
– Installation au sol éligible mais attention à la performance
du système (Attention longueur liaison)
– Capteurs installés entre Sud-Est (Sud -45°) et Sud-Ouest
(Sud +45°)
– Instrumentation et suivi des performances dès 10 m² de
capteurs :
• Comptage de la consommation d’ECS
• Comptage de l’énergie solaire utile
• Prévoir un système de suivi le plus simple possible en fonction du
schéma hydraulique de l’installation qui devra être le plus simple
possible
PECB 2014
Critères d’éligibilité pour les
investissements
– Suivi des performances sur 1 an pour bénéficier du
solde de la subvention (20%)  Pas d’atteinte de
performance fixée
– Orientation vers le fonds chaleur dès que les critères le
permettent
Attention : certaines activités sont concurrentiels même
quand elles sont portées par des collectivités (camping par
exemple)
PECB 2014
Le système d’aide
– Etude de faisabilité
• Entre 50 et 70% du coût de l’étude
– Secteur non concurrentiel
• 60% du montant HT l’installation solaire (capteurs,
ballon solaire, régulation, liaison capteurs/ballon)
plafonné à :
600 € / m² de capteurs vitrés
75 € / m² pour la moquette solaire
– Secteur concurrentiel
• De 45 à 65% du montant HT de l’installation solaire
plafonné à 600 € / m² selon le règlement d’exemption
X63/2008
FONDS CHALEUR 2013
Présentation
– Une des mesures phares pour le développement des
énergies renouvelables.
– Doté d’un montant de 1,2 milliards d’Euros sur la période
2009-2013 pour le financement de projets dans l’habitat
collectif, l’industrie et le tertiaire. Poursuite en 2014 avec
un budget national d’environ 200 M€.
– Objectif : rendre compétitive les installations d’énergies
renouvelables par rapport aux énergies conventionnelles.
FONDS CHALEUR 2013
Critères d’éligibilité
– Projet d’eau chaude voire chauffage de bassins pour
piscine. Les installations individuelles ne sont pas
éligibles.
• Secteur Logement collectif et extension : secteur hébergement
permanent ou longue durée (secteur hospitalier, structures
d’accueil, maisons de retraites, …)
• Secteur Tertiaire Industrie Agriculture : hôtels, hôtellerie de plein
air à usage non saisonnier (période ouverture plus longue que
juillet/août), piscines collectives, cantines/restaurant, activités
agricoles (laiteries, fromageries) et process industriel
consommateur d’eau chaude.
– Projets sur bâtiment neuf (sauf si installation solaire
permet respect RT 2012), existant ou réhabilitation
d’installation d’avant 1992.
FONDS CHALEUR 2013
Critères d’éligibilité
– Eligibilité à partir de 25 m² de capteurs par installation et
de 2 installations de 15 m² pour un même
« marché/opération ».
– Productivité d’énergie solaire utile minimale :
• 350 kWhutile / m² / an mais il est recommandé de viser une
productivité de 500 kWhutile / m² / an
• Utilisez les logiciels ou outils utilisant la méthode SOLO
(gratuit), les logiciels SIMSOL (gratuit mais schémathèque
limité) et TRANSOL.
– Dépenses éligibles de l'installation solaire doivent être
inférieures à :
1 200 € HT /m² capteur solaire (secteur : LC)
1 100 € HT /m² capteur solaire (secteurs : TIA)
FONDS CHALEUR 2013
Critères d’éligibilité
– Pour bâtiment existant : obligation de réaliser une
campagne de mesure des consommations d’eau dès
100 m² de surface solaire
– Capteurs solaires certifiés CSTbât, Solar Keymark ou
autres certifications européennes
– Instrumentation et suivi des performances obligatoires
FONDS CHALEUR 2013
Système d’aide
Aide forfaitaire pour 25 à 100 m² de capteurs
– Pas d’analyse économique mais respect de l’ encadrement
des aides aux entreprises
Forfait de 675 € / an / TEP solaire utile sur 20 ans (secteur :
LC)  soit 13 500 € / TEP
Forfait de 575 € / an / TEP solaire utile sur 20 ans(secteurs :
TIA)  soit 11 500 € / TEP solaire utile
Pour les installations de plus de 100 m²
– Aide déterminée par analyse économique en visant 5% de décôte du
coût de chaleur renouvelable par rapport au coût énergie
conventionnelle avec une aide maximale de
• 675 € / an / TEP solaire utile sur 20 ans (secteur : LC)
 soit 13 500 € / TEP solaire utile
• 575 € / an / TEP solaire utile sur 20 ans(secteurs : TIA)
 soit 11 500 € / TEP solaire utile
FONDS CHALEUR 2013
Les schémas type éligibles
– Quatre types d'installations de production ECS solaire
sont privilégiés. Ceux-ci représentent les cas les plus
fréquents, les mieux maîtrisés par les professionnels et
pour lesquels il est relativement aisé de mettre en place
un suivi de la production solaire  cf. méthode fonds
chaleur
– D'autres types d'installations pourront être financés sous
réserve que chaque projet présente un bilan technique
et économique satisfaisant ainsi qu'une méthode de
suivi de la production solaire adaptée. A définir avec la
direction régionale de l’ADEME.
FONDS CHALEUR 2013
Les schémas type éligibles
FONDS CHALEUR 2013
Les schémas type éligibles
FONDS CHALEUR 2013
Les schémas type éligibles
FONDS CHALEUR 2013
Les schémas type éligibles
FONDS CHALEUR 2013
Le suivi des performances
Les obligations :
• Installation entre 25 m² et 50 m²
Relevé des compteurs d’énergie
manuellement
Relevé mensuel et transmission annuelle du
tableau de bord à l’ADEME
Relevé pendant 10 ans
• Installation supérieure à 50 m²
Télérelevé des compteurs d’énergie
Télérelevé journalier par la plate-forme
ADEME
Télérelevé pendant 10 ans
FONDS CHALEUR 2013
Ouverture du règlement en
2013
Possibilité d’aider sur des crédits fonds chaleur :
– les études de faisabilités
• Entre 50 et 70% du montant de l’étude
– les installations entre 7 m² et 25 m²
• Dans le domaine du logement social mais aussi dans le domaine
sanitaire et social, maisons de retraites et patrimoine des
collectivités
• Attention : installations doivent être instrumentées et suivies !!!
• Aide sous forme d’un forfait : idem fonds chaleur classique
– Reconduite en 2014 ?
FONDS CHALEUR 2013
Les évolutions pour 2014
• Suppression schéma dans méthodologie et référence à la
schémathèque SOCOL (schéma avec positionnement
instrumentation)
• Suppression télérelevé
• Suppression mention « suivi simplifié » et remplacement par la
mesure solaire utile
Dijon 02 04 2013
Principales modifications non validées à ce jour :
– Obligation réaliser une campagne de mesure pour
assurer un bon dimensionnement
– Obligation maintenance liée à un suivi pendant 2 ans
mini
– Modification complète de la partie monitoring
212
Solaire thermique
Etat des lieux et bilan en Bourgogne
– Nombre d’études de faisabilités financées ?
– Nombre d’installations et surface financées et bilan
financier sur période 2001 à 2013
• Près de 6 170 installations aidées pour 37 320 m²
• Près de 11,1 millions d’aides
– Prix moyen au m²
Bilan sur les études de
faisabilités financées
53 études financées pour 180 600 € de coût de prestation
et 132 000 € d’aide
Bilan
particuliers
entre 2002 et 2010
Près de 5 000 installations pour 28 350 m²
et près de 7 millions d’aides
Bilan hors particuliers
inférieur à 10 m²
entre 2003 et 2013
Près de 1 020 installations pour 4 440 m²
et près de 2,2 millions d’aides
Bilan hors particuliers
supérieur à 10 m²
entre 2002 et 2013
Près de 190 installations pour 4 760 m²
et près de 2 millions d’aides
Prix moyen en € HT par m²
Nombre de dossiers financés
Redynamisation de la filière
solaire thermique collective
– Création d’un groupe SOCOL régional
• 1 réunion d’échanges avec maîtres d’ouvrages, bureaux
d’études, fabricants, exploitants en septembre 2013
– Création d’une plaquette de retour d’expérience et d’un
film sur une opération dans l’industrie
– Réflexion sur le lancement d’une campagne d’audits sur
une 20aine d’installations solaires thermiques collectives
– Réflexion sur la mise en place d’une AMO expérimentale
sur l’accompagnement de 5 opérations de la phase APS
à la 1ère année de suivi
Merci de votre attention
Zoom sur les solutions
d’aujourd’hui :
autovidangeable et
solutions
individualisées
Daniel Mugnier, Docteur-Ingénieur TECSOL
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
Systèmes souspression et
autovidangeables
- différences et équivalences
- avantages de chacune des solutions
- particularités des mises en œuvre
techniques
Introduction autovidangeable
Technologie des années 80 (origine Hollande) pour
éviter les risques de gel
Premières installations collectives (faibles
importances) par TECSOL en 2001 sur sites à
besoins ECS intermittents
Généralisation sur installations collectives
(toutes tailles) par TECSOL depuis 2007 avec
d’autres acteurs (ex : Eklor)
2
2
4
Introduction autovidangeable
Technologie des années 80 (origine Hollande) pour
éviter les risques de gel
Premières installations collectives (faibles
importances) par TECSOL en 2001 sur sites à
besoins ECS intermittents
Généralisation sur installations collectives
(toutes tailles) par TECSOL depuis 2007 avec
d’autres acteurs (ex : Eklor)
2
2
5
Principe autovidangeable : échangeur noyé
Sonde
régulation
Pompe à moteur ventilé
RD
Régulateur différentiel
Clapet anti-retour
Sonde de régulation
Vanne BS NO
Purgeur d'air automatique
Vanne BS NF
Réservoir inox
calorifugé
Soupape de sécurité
Compteur volumétrique à
émetteur d'impulsions
Départ ECS
Th 85°C
Ballon solaire
Ballon
d'appoint
Retour bouclage
RD
Sonde
régulation
Piquage remplissage et
vidange circuit capteurs
2
2
6
Clapet EA
Arrivée EFS
Principe autovidangeable
échangeur extérieur
SE
h2 < à HM de la pompe à débit nul
Capteurs
TSA
Départ eau chaude
TSS
Ballon tampon
appoint
Ballon solaire
Réservoir
de vidange
h1 > à NPSH de la pompe
Retour bouclage
TISI
Régulation
TBB
P2
déflecteur
C1
Prise
échantillon
Clapet EA
Arrivée EFS
Adoucisseur
2
2
7
Chaudières
TSC
P1
TEF
Prise
échantillon
Comparaison des systèmes
SE
SE
Capteurs
Capteurs
TSS
TSS
Réservoir
de vidange
Ballon
solaire
TISI
TSC
P1
Ballon
solaire
TISI
TBB
TSC
P1
TBB
déflecteur
déflecteur
P2
P2
C1
VE
TEF
Clapet EA
Arrivée EFS
INSTALLATION SOUS PRESSION
2
2
8
C1
Vanne remplissage-vidange
TEF
Clapet EA
Appoint
Arrivée EFS
Appoint
INSTALLATION AUTOVIDANGEABLE
Principe de fonctionnement
de l’autovidangeable
Niveau fluide
Pompe primaire :
- Mise en route lorsque I > 150 W/m2
- Arrêt lorsque I < 120 W/m2
Niveau fluide
Pompe secondaire :
- Asservie à la primaire et
- Mise en route lorsque TSC > de 7°C à TBB
- Arrêt lorsque TBB < de 2°C à TSC
Pompe à l'arrêt
Protection contre surchauffe :
Arrêt des pompes si TBB > 85°C
Retour en auto lorsque TBB < 60°C
2
2
9
Pompe en fonctionnement
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
© TECSOL
Les Compagnons du
Devoir et du tour de France
Angers
2
3
0
© TECSOL
Ibis Villefranche sur Saône
© TECSOL
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
Exemple de mise en œuvre autovidangeable (Ibis Villefranche sur Saône)
2
3
1
Exemples de mise en œuvre autovidangeable
Exemple de mise en œuvre
autovidangeable (Ibis Bourges)
2
3
2
Résultats de l’IBIS de Bourges
2
3
3
Niveau de diffusion de la technologie
Fin 2012 en France ≈ 500 installations autovidangeables
Hypothèses :
- Installations conçues et/ou suivies par TECSOL : une soixantaine
- Installations conçues et développées par Eklor : plus de 300
- Autres : environ 150
Applications :
- Hôtellerie
- Tertiaire (équipements sportifs, bureaux)
- Logements collectifs
- Etablissements de santé
- Industrie
- Piscines
- Hôtellerie de plein air
Mise en œuvre du local technique
avec réservoir standard
2
3
4
Réalisations
2
3
5
Exemple d’installations autovidangeables
80 dont 44 équipées d’un télécontrôleur et 36 équipées d’un compteur d’énergie =>
3 600 m² + 175 m3 (stockage solaire).
Installations
conçues par
TECSOL et
télécontrôlées
Large proportion eau glycolée : vidangeabilité totale difficile
2
3
6
Installations en suivi simplifié
2
3
8
Forces et limites de l’autovidange (1/3)
•
FORCES
Absence totale de risques de
•
vaporisation, y compris en cas
de dysfonctionnement (coupure de
courant…)
• Simplicité de mise en œuvre,
•
(pas de nécessité de pente
d’écoulement en dehors des batteries
de capteurs…)
•
2
3
9
Suppression des éléments
sensibles (purgeurs, Vase
Expansion, clapets AR…)
•
LIMITES
Tous les capteurs ne sont pas
vidangeables (même si une très
grande majorité des fabricants
présents en France en ont dans
leur gamme)
La technologie n’est pas encore
très connue à la fois du côté des
bureaux d’études que des
installateurs
La technologie nécessite
quelques nouvelles règles à
appliquer au niveau conception et
mise en service donc bouscule les
traditions
Forces et limites de l’autovidange (2/3)
•
FORCES
Simplicité du remplissage du
circuit (absence d’expansion et de
purge…)
•
•
Limitation des risques de fuites
(fonctionnement à pression
atmosphérique)
•
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
2
4
0

LIMITES
Absence de certains composants
ce qui modifie la structure de la
fourniture de matériel solaire
•
La solution peut risquer de
systématiquement sur-dimensionner
les installations au détriment de leur
performance économique
Forces et limites de l’autovidange (3/3)
FORCES
Plus grande fiabilité (peu de
risques de panne)
•
•
Performances plus élevées dans
la durée
•
Solution adaptée aux utilisations
ECS intermittentes
•
Coûts d’investissement et
d’exploitation plus faibles

LIMITES
Méthode de remplissage qui doit
être réalisé selon les règles de
l’art (cf. plus tard), sous peine de
risque de surchauffe à l’arrêt
(dilatation fluide menant à une
irrigation des capteurs)
L’autovidange peut être adaptée à tous les types
d’installations (CESC, CESCAI, CESCI, « eau morte »)
2
4
1
Systèmes collectifs
individualisés
- technologie et mise en œuvre
- avantages /inconvénients
- éléments technico économiques
Schéma technique CESCI
Sonde ensoleillement
Capteurs
solaires
TSC
Régulation
TISI
TEB
TEC
TSB
VE
Eau froide
Eau chaude mitigée
Mitigeur thermostatique
R+2
Groupe
de
sécurité
Principe de raccordement des ballons
Pompe
Purgeur d'air automatique
Clapet anti-retour
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne NO
Vanne NF
Vanne d'équilibrage
Soupape de sécurité
2
4
3
TISI
Régulateur-Télécontrôleur
Sonde de température PT1000
Sonde d'ensoleillement
R+1
RDC
Principales innovations
Immédiate
- Equipements techniques (pompe, expansion, coffret électrique) sous
les capteurs ou en combles
- Distribution verticale vers chaque ballon depuis la toiture ou les
combles via les gaines EU (purge facilitée).
Futures (projet PACTE ECS ADEME : SCHEFF)
- Adaptation des ballons aux besoins avec diminution de leur coût
(modification positionnement piquages, canne anti thermosiphon,
répartition volumes solaire/appoint).
- Systèmes d’équilibrage simplifiés et moins chers
- Adaptation de l’autovidange
2
4
4
Schéma technique CESCI modifié
Sonde ensoleillement
Capteurs
solaires
TSC
Régulation
TISI
TEB
TEC
TSB
VE
Eau froide
Eau chaude mitigée
Mitigeur thermostatique
R+2
Groupe
de
sécurité
Principe de raccordement des ballons
Pompe
Purgeur d'air automatique
Clapet anti-retour
Compteur volumétrique
à émetteur d'impulsions
Vanne NO
Vanne NF
Vanne d'équilibrage
Soupape de sécurité
2
4
5
TISI
Régulateur-Télécontrôleur
Sonde de température PT1000
Sonde d'ensoleillement
R+1
RDC
3 appoints validés par le TitreV
Configuration 2 : appoint gaz séparé
avec chaudière individuelle
Configuration 1 : appoint électrique intégré
dans le ballon électrosolaire
Mitigeur thermostatique
Eau chaude
Eau froide
Ballon solaire
Groupe
de
sécurité
Groupe de sécurité
Mitigeur thermostatique
Echangeur
appoint gaz
Eau chaude mitigée
Configuration 3 : appoint gaz
intégré
dans le ballon bi-énergie
Partie
médiane
Echangeur
solaire
Groupe
de
sécurité
2
4
6
Eau froide
Eau chaude
Sortie ECS
Départ chauffage
Eau chaude
mitigée
Arrivée Gaz
Eau chaude préchauffée
Retour chauffage
Mitigeur thermostatique
Entrée eau froide
Ballon électrosolaire
Eau froide
Eau chaude mitigée
Chaudière individuelle
Le soucis de la RT2012 : modélisation impossible
de l’appoint gaz chaudière double utilisation
Configuration : appoint gaz séparé
avec chaudière individuelle
Chaudière individuelle
Sortie ECS
Départ chauffage
Arrivée Gaz
Eau chaude
mitigée
Retour chauffage
Entrée eau froide
Mitigeur thermostatique
Eau chaude préchauffée
Eau froide
Ballon solaire
Groupe de sécurité
Mitigeur thermostatique
Eau chaude mitigée
Echangeur
appoint gaz
Partie
médiane
Configuration : appoint gaz
intégré
dans le ballon bi-énergie
2
4
7
Echangeur
solaire
Groupe
de
sécurité
Eau froide
Eau chaude
Analyse forces/faiblesses du CESCI
Travail optimisation du projet de R&D
AVANTAGES
- COMPENSATION PERTES BOUCLAGE
CESCI
(CES collectif individualisé)
INCONVENIENTS
- ESPACE REQUIS DANS LOGTS
POUR BALLON
- INDIVIDUALISATION CHARGES EAU
- PRIX BALLONS SOLAIRES INDIVIDUELS
ET ENERGIE DE LA PRODUCTION ECS
ELEVES
- DISTRIBUTION ENERGIE SOLAIRE
EN GAINES EU-EV logements
- SUIVI FONCTIONNEMENT ET
PERFORMANCES PLUS DELICAT
- CREATION LOCAL PRODUCTION ECS
+ GAINES DISTRIBUTION ECS
CESC
(CES collectif centralisé)
- ADAPTATION SITE EXISTANT
- RECOUVREMENT CHARGES EAU
ET ENERGIE ECS PAR GESTIONNAIRE
- LIBERATION ESPACE DANS LOGTS
- MAINTIEN PERMANENT BOUCLE ECS
> 50°C (Légionelles)
- PERTES THERMIQUES BOUCLAGE
COMPENSEES PAR L’APPOINT
 Développement industriel (SCHEFF)
dans le cadre du PACTE ECS soutenu par l’ADEME
248
2
4
8
Avantage net du CESCI pour
diminuer les pertes de bouclage
PERTES CIRCUITS HYDRAULIQUES
Comparaison des différentes solutions sur la base du bâtiment A-B des Jardins d'Espagne à Perpignan (CESCI "parapluie)
Circuits primaire et secondaire (CESC)
CESC
CESCI "classique"
 canalisations Cu Epaisseur mousse Pertes thermiques
(mm)
(mm)
(W/°C.m)
Longueur (m) Pertes (W/°C) Longueur (m) Pertes (W/°C)
40x42
19
0,33
100
33
130
42,9
30x32
19
0,27
35
9,45
37
9,99
26x28
19
0,24
12
2,88
20x22
19
0,21
12x14
13
0,19
916
174,04
10x12
13
0,14
1362
190,68
Total
42,45
420,49
Pertes thermiques annuelles sur la base d'un  t moyen de 30°C et d'un fonctionnement des pompes de 1200 h/an
kWh/an
1 528
15 138
Circuit bouclage ECS (CESC)
CESCI "parapluie"
Longueur (m) Pertes (W/°C)
102
33,66
54
14,58
22
5,28
25
5,25
510
96,9
530
74,2
229,87
8 275
CESC
 canalisations Cu Epaisseur mousse Pertes thermiques
(mm)
(mm)
(W/°C.m)
Longueur (m) Pertes (W/°C)
52x54
25
0,33
10
3,3
40x42
19
0,33
40
13,2
30x32
19
0,27
60
16,2
26x28
19
0,24
40
9,6
20x22
19
0,21
50
10,5
12x14
13
0,19
10x12
13
0,14
Total
52,8
Pertes thermiques annuelles sur la base d'un  t moyen de 40°C et d'un fonctionnement de la pompe 24h/24
kWh/an
18 501
… mais existence de pertes liées
à l’individualisation
(stockages individuels)
Le bâtiment A-B des jardins d'Espagne scomprend 53 logements, les caractéristiques principales de l'installation sont les suivantes :
* 77 m2 de capteurs Vitosol 200-F SV1 Viessmann
* Besoins annuels : 75 981 kWh
* 2Apports solaires annuels : 45 190 kWh
4
9
Tecsol le 23/08/2010
Synthèse : le CESCI idéal pour…
• une résidence de logements neufs ou rénovation lourde
• bâtiment entre 5 et 50 logements
• individualisation des charges eau et énergie de la
production ECS
• sans contrainte par rapport à l’arrêté de novembre 2005
• limitation des pertes de distribution et compensation par
l’énergie solaire
• récupération des pertes de stockage ECS en hiver pour le
chauffage du logement
• ni local technique ni gaines spécifiques à créer
2
5
0
Offre des fabricants en CESCI
Offre partielle
(composants)
ATLANTIC
BOSCH
CHAFFOTEAUX/ARISTON
CHAPPEE
DE DIETRICH
SAUNIER DUVAL /
VAILLANT*
VIESSMANN
* : offre C3 CESCAI
adaptable CESCI
2
5
1
Offre complète
système
sélection
Analyse critique des offres CESCI
SOLUTION PARAPLUIE ECHANGEUR A PLAQUES SOLUTION
INTERMEDIAIRE PRIMAIRE AUTOVIDANGEABLE
ATLANTIC
BOSCH
CHAFFOTEAUX/ARISTON
CHAPPEE
DE DIETRICH
SAUNIER DUVAL / VAILLANT
VIESSMANN
Systématique
Optionnel
2
5
2
Focus sur le coût du CESCI
Coût par m² de capteur : 1880 €/m².
Coût du poste distribution/ballons majoritaire.
Décomposition pour ce projet parapluie représentative des prix actuels
2
5
3
Merci de votre attention
+ d’info: www.tecsol.fr
contacts : Daniel Mugnier – Marie Lyne Laquerrière
[email protected]
Maylis Gutierrez
[email protected]
2
5
4
Les outils à votre
disposition
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
Les outils à votre disposition
Les logiciels de dimensionnement des installations
solaires
2
5
6
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
17 janvier 2014
Les outils à votre disposition
La plateforme SOCOL
Les objectifs
 L’amélioration des compétences par la formation
 L’accès aux connaissances par la diffusion d’outils
 L’intégration des retours d’expérience des professionnels
et des institutionnels dans les régions
 La promotion des bonnes pratiques et recommandations
Structurer et développer une offre qualitative
Partage de l’information
Développer de l’intelligence collective
2
5
7
Les outils à votre disposition
La plateforme SOCOL
Des réponses concrètes pour le marché
 Fiche d’information sur le suivi et l’instrumentation
 Fiche de sensibilisation sur la maintenance
 Guide d’accompagnement à la réalisation des contrats de
maintenance
 Fiches d’opérations exemplaires
 Bibliothèque de schémas de principe d’installations
 Fiche technique sur le dimensionnement des vases d’expansion
 Référentiels de formation (déroulés pédagogiques)
 Une note d’alerte sur la valorisation du ST au sein de la RT2012
2
5
8
Les outils à votre disposition
La plateforme SOCOL
Des réponses concrètes pour le marché
En préparation :
 Révision de la bibliothèque de schémas de principes
 Révision des ratios usuels de besoins Ecs
 Fiches techniques sur le commissionnement spécifique au STC
 Guide pour l’intégration de critères STC dans les marchés
 Guide d’usage des solutions ST au sein du moteur ThBce 2012
 Outil d’aide à la décision des porteurs de projets Fonds Chaleur
 Fiches techniques diverses
 En lien avec l’ADEME : GRS 2.0 + Contrats types de maintenance
2
5
9
Les outils à votre disposition
La plateforme SOCOL : schémathèque
2
6
0
Les outils à votre disposition
La schématèque GrDF : contenu
1
Généralités
Conception et installation
Réglementation prévention légionnelle
2
Schémas CESC
CESC - 1 ballon
CESC - plusieurs ballon
CESC en eau technique - 1 ballon
CESC en eau technique – plusieurs ballon
3
Schémas CESCAI
CESCAI - 1 ballon
CESCAI - plusieurs ballon
CESCAI en eau technique - 1 ballon
CESCAI en eau technique – plusieurs ballon
4
Schémas CESCI
CESCI
CESCI parapluie
5
Spécificité drain back / Autovidangeable
20 janvier 2014
2
6
1
Les outils à votre disposition
La schématèque GrDF : Exemple CESC, plusieurs ballons
2
6
2
Les outils à votre disposition
La schématèque GrDF : exemple CESC, plusieurs ballons
2
6
3
Les outils à votre disposition
La schématèque GrDF : Exemple CESC, plusieurs ballons
2
6
4
Les outils à votre disposition
La schématèque GrDF : Exemple CESC, plusieurs ballons
2
6
5
Les outils à votre disposition
SOLEGAZ :L’outil en ligne destiné aux MOA, collectivités, BET
Une
structure
suivant les
4 phases
d’un projet
Chaque
phase est
déclinée
en étapes
Pour chaque
étape,
l’essentiel des
actions à mettre
en œuvre, les
démarches à
lancer…
Mise à disposition de
tous les outils
(documents, guides,
check-lists, liens
internet…)
Une rubrique pour aller
plus loin dans
l’information
2
6
6
Conclusion
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
20 janvier 2014
Vos contacts GrDF en Bourgogne
Marché d’affaires :
Résidentiel :
Tertiaire :
Pôle Efficacité Energétique :
Marché Grand Public :
2
6
8
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
17 janvier 2014
Merci de votre
attention
Club de la Performance Energétique sur le Solaire Thermique, Dijon.
17 janvier 2014