Le système solaire thermique (TH) de cette maison
est du type
"Plancher solaire direct avec appoint séparé".
Il se compose de :
1) 15 m2 de capteurs solaires thermiques
2) un plancher chauffant
3) une centrale de gestion et de stockage d'eau chaude
Un tel système, dont le schéma de principe est présenté ci-contre, a 2 fonctions principales:
- Chauffer l'habitation
- Produire de l'eau chaude sanitaire (ECS)
L'appoint pour la production de l'ECS est intégré à la centrale de gestion et de stockage.
L'appoint de chauffage est totalement découplé du système solaire et est présenté séparément.
Capteurs solaires
Les capteurs utilisés sont de type 'caisson'. Ils sont placés
en 'rembarde de balcon' sur la façade sud.
Leur inclinaison est de 60° par rapport à l'horizontale.
Les capteurs du constructeur allemand Wagner ont été choisis pour leur performance mesurée, leur taille adaptée et leur rapport qualité/prix.
Ces deux capteurs de très grande taille sont couplés en
parallèle.
Le vitrage est en verre trempé, les joints en EPDM, la structure
en aluminium, les absorbeurs en cuivre, les isolants sont composés
de laine de roche et de panneaux de polyuréthane aluminisés.
Le liquide utilisé est de l'eau additivée d'antigel et d'anticorrosifs.
La température maximale observée a été de 160°C. Le meilleur rendement est obtenu pour des températures de fonctionnement basses. Le gain couramment observé (différence entre température d'entrée/sortie) est de 20°C au niveau des capteurs.
La centrale de gestion et de stockage d'eau chaude
Il s'agit d'une solution modulaire et intégrée du fabricant français CLIPSOL (ex T2I) qui comporte les éléments suivants:
- Module hydraulique de transfert constitué d'un régulateur à micro-processeur programmable et paramétrable, de 2 circulateurs et d'accessoires
- Ballon de 250l d'eau chaude sanitaire chauffé uniquement par l'énergie solaire
- Ballon de 100l d'eau chaude sanitaire couplé en thermosiphon avec le ballon précédent et doté de résistances électriques d'appoint
Les 2 ballons de production d'eau chaude sont raccordés en thermo-siphon. Ceci garantit que l'eau la plus chaude se retrouve toujours dans le ballon du haut.
Le puisage de l'eau chaude se fait en sortie haute du ballon du haut.
L'échangeur entre le circuit primaire et le stockage d'eau chaude se situe dans le ballon du bas.
Ce montage a pour avantage de toujours privilégier la production solaire.
Le régulateur assure le pilotage de l'installation en fonction
du mode et des consignes fixés par l'utilisateur. En fonction de
la saison, des besoins et de la météo, l'utilisateur ajuste
ces paramètres.
Il présente en outre les valeurs instantanées des
températures et des états de fonctionnement.
En hiver, la priorité est donnée au chauffage de la maison. Le reste de la saison, c'est la production d'eau chaude sanitaire qui est prioritaire.
A noter que l'on peut produire de l'eau chaude à très haute température, supérieure à 100°C. Un stockage de 350l à cette température correspond à un stock plus important d'eau à température moyenne. Un mitigeur thermostatique réglable dans le module hydraulique de transfert dilue la sortie avec de l'eau froide pour garantir une température non dangereuse pour l'utilisateur final.
Le chauffage piscine absorbe le reste de la production et résout les problèmes de surchauffe.
Un manomètre indique la pression du circuit primaire.
Plancher chauffant
Les planchers chauffants sont en fait au nombre de trois, l'un couvre
le rez-de-chaussée, le deuxième couvre le sol de l'étage
et le troisième couvre le fond de la piscine.
La surface totale chauffée dans la maison est de 150m2.
Le ratio surface chauffée/ surface capteur solaire est de 10.
La technique est conventionnelle, les tubes flexibles de polyéthylène réticulé sont noyés dans une dalle de béton spécifique, appelée 'dalle flottante' ou encore 'dalle chauffante'. A l'intérieur de ces tubes, un liquide circule pour apporter la chaleur captée au niveau des capteurs solaires.
La différence majeure par rapport aux planchers chauffants basse température conventionnels se situe au niveau de l'épaisseur de plancher qui est plus importante dans le cas d'une installation solaire étant donné l'effet de stockage et d'inertie thermique recherché.
L'épaisseur d'une dalle chauffante, carrelage compris, est d'environ 19cm.
Les deux coupes ci-après présentent le plancher bas au rez-de-chaussée et le plancher haut situé à l'étage.
La principale différence entre le plancher bas rdc et le plancher étage est l'absence d'isolant pour l'étage.
En effet, la dalle du plancher de l'étage rayonne ainsi à la fois vers le haut mais aussi vers le bas.
Aucune gaine électrique ne se trouve dans les dalles chauffantes. L'épaisseur dite de 'ravoirage' reçoit les gaines électriques.
Il n'y a aucune conduite d'eau encastrée dans les planchers ou les murs.