Les types de chauffe-eau solaire
Il existe aujourd’hui deux grandes familles de chauffe-eau solaire :
Les chauffe-eau solaires à thermosiphon, les plus simples et économiques, qui présentent des contraintes d’installation car celle-ci doit être compacte,
Les chauffe-eau solaires à circulation forcée qui s’adaptent à toutes les situations.
La plupart des composants de ces solutions sont similaires, mais des variantes existent : produits incompatibles avec certains modes de fonctionnement, produits supplémentaires spécifiques aux CESI (chauffe-eau solaire individuel) à circulation forcée .
Sommaire
Le chauffe-eau solaire à thermosiphon
Principe de fonctionnement thermosiphon
Le principe du chauffe-eau solaire à thermosiphon est le suivant : en se réchauffant, le fluide caloporteur se dilate. Il devient moins dense que le fluide froid et tend à monter. Lorsque le réseau est correctement conçu, il se crée alors une circulation : pour cela, on positionne le panneau en contrebas du ballon. Le fluide chaud du panneau monte le long du tuyau pour pénétrer en haut de l’échangeur du ballon solaire. Il réchauffe l’eau froide qui l’entoure. Ce faisant il se refroidit, devient plus dense et descend dans le serpentin puis jusqu’en bas du panneau solaire.
Variantes : monobloc et éléments séparés
On trouve des chauffe-eau solaire thermosiphon monobloc : panneaux et ballon sont sur un support, à l’extérieur. Cette solution est développée pour les pays chauds, l’isolation du ballon n’est pas très bonne. On l’évitera, en France métropolitaine, sauf cas particulier.
On trouve aussi des chauffe-eau thermosiphon à éléments séparés. Ce sont des solutions que nous avons développées en France et qui conviennent très bien pour des installations assez compactes.
Le chauffe-eau solaire à circulation forcée
Principe de fonctionnement
Principe de fonctionnement circulation forcée
Cette solution est utilisée quand le thermosiphon ne convient pas : soit qu’on souhaite positionner le ballon loin des panneaux pour optimiser le réseau d’eau chaude, soit qu’on ne peut pas positionner les panneaux en contrebas du ballon.
Pour fonctionner, cette installation nécessite une pompe (appelée circulateur), qui fait circuler le fluide caloporteur entre les panneaux et le ballon solaire.
Ce circulateur est piloté par une régulation solaire, en fonction de la température des panneaux et du ballon. Elle est paramétrable (température de consigne du ballon, différentiel de température panneau/ballon au démarrage…) et dispose de fonctions de sécurité pour éviter d’endommager l’installation par un fonctionnement intempestif.
Variantes : classique et auto-vidangeable
La solution classique est de loin la plus répandue. Elle s’adapte à toutes les configurations et présente très peu de contraintes. Dans cette solution, le circuit primaire, qui relie panneaux et ballon, est totalement rempli de liquide caloporteur. Lorsqu’il est installé dans des régions ou des périodes de gel sont possibles, le liquide caloporteur est de l’eau additionnée d’antigel ( le glycol MPG, compatible alimentaire). La concentration d’antigel peut être ajustée en fonction des températures minimales. Généralement, une concentration de 40 % convient en France métropolitaine.
Le chauffe-eau auto-vidangeable est un système dans lequel le circuit primaire est partiellement rempli d’air. L’air doit occuper la totalité de du volume du circuit soumis au gel : donc les panneaux et le réseau extérieur. Cette partie du circuit doit se vidanger par gravité lorsque la pompe s’arrête. Cela impose d’avoir des panneaux qui peuvent se vidanger par gravité (c’est généralement le cas, sauf sortie par le haut, c’est à vérifier). Cela impose aussi d’utiliser en extérieur une liaison cuivre, ou de descendre rapidement avec une liaison en inox annelé pour éviter les rétentions d’eau . Enfin cela impose une entrée dans l’habitation en descendant, ce qui est une exception.