DIMENSIONNEMENT CESC
AVANT-PROPOS
Les CESI sont difficiles à dimensionner. Dans une habitation, les besoins sont évolutifs.
Les fabricants vendent des kits tout prêt, dimensionnés en fonction de la taille de la maison.
Nous allons donc nous intéresser uniquement au dimensionnement des CESC.
Volume de stockage
Le volume de stockage ECS doit correspondre à la consommation quotidienne.
Pour des logements, ce volume doit être de 30 à 40 litres par personne.
Un bon ballon doit :
- être habillé d'une isolation d'au moins 10 cm
- pouvoir accepter des températures supérieures à 90°C ( ballon inox ou émaillé )
L'isolant doit être bien plaqué contre le ballon,
afin d'éviter son refroidissement par convection.
Tout comme le ballon, l'ensemble des canalisation
ainsi que tous les composants hydrauliques
devront être calorifugés.
Pour des bâtiments autres, si l'utilisation de l'ECS est réduite en période estivale, il faudra en tenir compte pour dimensionner le volume de stockage. Même si les capteurs et l'eau glycolée peuvent supporter occasionnellement la vaporisation, ils ne la supporteront pas sur des trop longues durées répétées tout l'été.
Il faut éviter les trop longues périodes de stagnation du fluide dans les capteurs.
Ballon tampon HELIO INOX
avec échangeur à plaques
( Source CHAROT )
Surface de capteurs
En 1ère approche, on peut considérer que pour obtenir une productivité de 400 à 600 kWh par m² de capteur par an, et couvrir 40 à 60 % des besoins ( Taux de couverture ), il faut :
1 m² de capteur pour 40 à 60 litres de stockage
Si le volume de stockage est trop grand, les capteurs solaires ne parviendront pas à le faire monter en température. L'appoint sera donc forcément sollicité.
Si le volume de stockage est trop petit, la température maximale sera trop vite atteinte dans le ballon qui ne pourra pas récupérer toute l'énergie thermique que peuvent absorber les capteurs. La pompe solaire sera trop souvent arrêtée, avec de trop longues périodes de stagnation du fluide dans les capteurs et des problèmes de surchauffes ( sauf si CESC autovidangeable ).
N. B. : Ce ratio de 40 à 60 litres par m² de capteur est une moyenne. Il ne remplace pas les calculs de dimensionnement plus précis.
Ceux-ci prendront en compte les conditions climatiques du lieu de l'installation, et les conditions d'implantation des capteurs ( inclinaison, orientation, masque solaire ).
Echangeur de chaleur ( échangeur à plaques)
Pour déterminer la puissance de l'échangeur à plaques, il faut prendre un ratio de 600 W / m² de capteurs. Dans le meilleur des cas, l'irradiance solaire est de 1 000 W / m², un rendement de capteur de 60 % est déjà un très bon rendement pour une irradiance de 1 000 W où la température d'entrée capteur est déjà élevée.
Pour obtenir de bonnes performances, l'efficacité de l'échangeur doit être comprise entre 0,6 et 0,8 ( 60 et 80 % ).
Les pertes de charges doivent être les plus faibles possibles, au moins inférieures à 1 mCE
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