Chauffage solaire : les solutions
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Chauffage solaire : les solutions
Dans une grande partie des installations de chauffage, on prend en compte au moins deux éléments qui sont séparés : les éléments qui diffusent l’énergie dans la maison et ceux qui la produisent. On trouve aussi régulièrement des éléments dont la fonction est de stocker cette énergie : les ballons tampons.
Il existe de nombreuses exceptions, dans des installations de chauffage plus simples : les radiateurs électriques produisent et diffusent, les poêles de masse produisent, stockent et diffusent, …
Émetteurs de chaleur : les solutions
Les meilleures solutions dans le cas d’un chauffage solaire sont celle qui fonctionnent à basse température.
Le radiateur haute température
Ne rêvons pas : le radiateur a haute température (50 à 70°) n’aura pas un bon rendement en solaire. Mais bon, malgré cet avis, certains de nos clients essayent? Je leur parle des murs chauffants, voir plus bas, mais ils essaient la simplicité.
Le radiateur à basse température (40 à 50°)
Lela peut être une solution qui fonctionne, c’est en tout cas ce que dit l’ADEME aujourd’hui, sans insister sur le rendement. C’est aussi l’avis de ceux de nos clients qui ont essayé sur leur installation existante. Elle permet en tout cas de retarder la mise en route du chauffage à l’arrivée de l’hiver et d’anticiper son arrêt en fin de saison froide, et surtout on dispose de sèche serviette dans la salle de bains autant qu’on veut. Commentaire que j’ai reçu d’un montagnard : “pas besoin de sèche serviette chez nous en hiver : l’air est très sec. Par contre en été oui, là c’est très utile”.
Le plancher chauffant
C’est la solution la plus répandue. Je parle bien sûr de plancher chauffant hydraulique, pas du plancher chauffant électrique dans lequel une résistance est noyée dans la dalle.
Un gros avantage du plancher chauffant hydraulique est la liberté qu’il procure de pouvoir choisir son énergie, dont le solaire ! Il procure aussi avec les PAC de meilleurs rendements, la pompe à chaleur étant plus efficace si elle travaille à basse température.
Le confort est son second énorme avantage : même si l’on n’est pas un adepte de la marche pieds nus, si l’on a des enfants, on les laisse sans états d’âme jouer par terre en plein hiver. De plus la chaleur est répartie uniformément du haut en bas de la pièce : le ‘froid aux pieds’ ou ‘froid aux jambes’ disparait des discussions.
L’inertie thermique est aussi un avantage du plancher chauffant : il emmagasine la chaleur et la restitue lentement. Avantage en solaire : il emmagasine la chaleur le jour et en restitue une partie la nuit, dan les solution en plancher solaire direct (voir plus bas).
Le mur chauffant
Il est souvent oublié, à tort. Il est bien connu en Allemagne par exemple.
Le mur chauffant offre des possibilités très intéressantes en particulier dans le cas des rénovations. Son énorme avantage est qu’il n’oblige pas à reprendre les sols.
Si l’on fait une isolation par l’extérieur, les murs extérieurs de la maison sont à l’intérieur de l’enceinte chauffée. Il offrent leur inertie thermique qui déjà par elle même augmente l’efficacité énergétique du bâtiment (La Maison des [Néga]Watts, éditions Terre Vivante, 2004).
Lorsqu’on rénove une bâtisse avec des murs de refend en pierre, on dispose aussi d’un élément important de stockage d’énergie : par exemple un mur de 70 cm d’épaisseur, sur 6 m de long et en moyenne 4.5 m de haut représente environ 19 m3 de pierre, environ 8 m3 d’eau. Il remplace économiquement son équivalent en ballon tampon ! Parmi nos clients qui rénovent des bâtiments anciens et avec qui j’évoque cette possibilité, l’enduit de terre crue, pour noyer le réseau hydraulique dans quelques cm de matière, plait beaucoup : solution économique et simple à mettre en œuvre.
La chaleur se répartit par radiation, donc on n’a pas les effets liés à la convection : chaud en haut, froid en bas. Par contre il faudra prévoir un pais au sol dans les chambres d’enfant.
Production d’énergie : solutions de raccordement
Les systèmes de chauffage solaire en ‘économiseur’
Ils se greffent sur le système existant. Le principal avantage de cette solution est de ne pas avoir à intervenir sur l’existant. On conserve donc le système avec sa régulation, ce qui est particulièrement appréciable avec les régulations de chauffage dites PID (Proportionnel/Intégrale/Dérivation) qui prennent en compte la température extérieure et la vitesse de sa variation ainsi que l’accélération de cette vitesse pour anticiper les besoins en énergie de l’habitation. On ne touche pas au système qui fonctionne.
– on fait transiter, ou pas, les eaux de chauffage à leur retour vers la chaudière par le ballon solaire, s’il est assez chaud.
– alternativement, la chaudière assure un complément de chauffe à un ballon solaire en cas de besoin, et le puisage d’énergie se fait dans ce ballon tampon.
Les systèmes de chauffage en plancher solaire direct
Mis au points par la société Clipsol dans les années 70, c’est une solution simple qui utilise la masse du plancher pour stocker l’énergie solaire et la diffuser lentement dans la maison, sur le même principe que le poêle de masse. Pour les solutions les plus simples, on disposera d’un appoint qui ne fonctionnera que lorsque le soleil est absent. Cela permet de concevoir des systèmes très économiques. Sur cette base, il ne faut bien sûr pas aborder le chauffage avec un objectif de température absolument stable et pilotée : on prend ce que le soleil donne quand il le donne, le plancher le restitue ‘en allant’, et s’il est besoin d’un appoint rapide parce que le bâtiment n’a pas assez d’inertie thermique, un poêle est un parfait complément.
Les systèmes de chauffage solaire avec ballon tampon
De loin la solution la plus demandée, la plus promue par les fabricants, pas la solution la moins chère, mais celle qui se pilote ‘comme on a l’habitude’, donc de manière assez directive.
Le solaire chauffe la totalité du ballon, quand il ne suffit pas, l’appoint chauffe le haut. On remet le fluide froid en bas, ainsi le solaire travaille à basse température, là où il est le plus efficace.
Cas classique : ballon tampon + ballon d’eau chaude, fonctionne dans toutes les configurations,
Cas du ballon combiné : pratique car ECS et eau de chauffage sont préparées dans le même ballon. Le ballon combiné ‘hygiénique’ ne convient pas aux collectivités en raison d’une limitation de son débit d’eau chaude.Dans le schéma ci dessous, la partie haute assure la production d’eau chaude, la partie médiane est utilisée par les radiateurs et la partie basse pour le plancher chauffant. A noter la conception du réseau de distribution permet de ne chauffer les deux tiers du bas de ballon qu’une fois les besoins en énergie des réseaux radiateurs et plancher satisfaits. La solution classique consistant à ramener les retours radiateurs dans le ballon et à prendre l’eau pour le plancher dans ce même ballon dans la partie basse ne permet pas ce fonctionnement astucieux, découvert par hasard, en modifiant mon installation installation de chauffage il y a quelques années.
Combien coûte un kit de chauffage solaire ?
Pour les cas les plus courants, je vous propose de visiter notre boutique en ligne : les kits chauffage solaire décrits sont assez représentatifs des solutions les plus vendues, en particulier pour les kits 6 panneaux avec ballon de 1000 litres. Pour les solutions en plancher solaire direct, ce sera moins cher.
Et pour une maison BBC ?
Il arrive de plus en plus fréquemment, surtout pour les implantations méridionales que dans les constructions à haute efficacité énergétique, que les cas où un appoint au chauffage solaire soit très rarement utile : plutôt qu’une installation compliquée et si aucun poêle à bois n’est prévu, l’utilisation d’une résistance électrique, dans le ballon tampon, quelques jours par an convient tout à fait. Et avec les maisons (quasi) passives, il est vrai que le besoin est (quasi) inexistant.
Voici pour notre première approche du chauffage solaire.