Avis Technique non valide

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1 Ne peuvent se prévaloir du présent Avis Technique que les productions certifiées, marque CSTBat, dont la liste à jour est consultable sur Internet à l adresse : rubrique : Capteurs solaires thermiques Solar thermal collector Thermischer Sonnenkollektor Evaluations Certification des produits et des services Avis Technique 14/ Capteurs à tubes sous vide à circulation de liquide - Posés indépendamment sur support PHP Titulaire : KAPLAN ENERGY Allée des Lilas Parc industriel Pampa FR St Vulbas Tél. : (33) Fax : (33) contact@kaplan-energy.com Internet : Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 2 décembre 1969) Groupe Spécialisé n 14 Installations de Génie Climatique et Installations Sanitaires Avis Technique non valide Vu pour enregistrement le 30 juin 2009 Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : Fax : Internet : Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB ( CSTB 2009

2 Le Groupe Spécialisé n 14 «Installations de Génie Climatique et Installations Sanitaires» de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné, le 16 avril 2009, la demande relative aux capteurs PHP présentée par la société KAPLAN Energy. Il a formulé, sur ce procédé, l Avis ci-après. L Avis Technique formulé n est valable que si la certification visée dans le Dossier Technique est effective. 1. Définition succincte 1.1 Description succincte Capteur solaire à tubes sous vide à circulation de liquide caloporteur constitué : - de 20, 24, 30 ou 34 tubes sous vide. Ils sont composés de deux tubes de verre concentriques soudés entre eux. Le vide est réalisé entre les deux tubes et assure l isolation, - d un absorbeur composé de profilés d aluminium et d une surface sélective en nitrite d aluminium et cuivre déposée sur le tube de verre intérieur, - d une grille de circulation hydraulique composée de caloducs en cuivre et d un collecteur en cuivre, - d un coffre de collecteur en profilés d aluminium fermé par des couvercles en polypropylène (PP), - d un isolant en silicate d aluminium exfolié, - d un cadre de montage disponible en 2 versions différentes suivant le type d installation. Le procédé comporte également des pattes de fixation destinées à la fixation sur toitures inclinées. Le capteur se décline en 4 versions en fonction du nombre de tubes : 20, 24, 30 ou 34 tubes. 1.2 Identification Les capteurs sont identifiables par un marquage conforme aux exigences de la marque de certification effective visée dans le Dossier Technique. 2. AVIS 2.1 Domaine d emploi accepté Identique au domaine proposé. 2.2 Appréciation sur le produit 2.21 Aptitude à l emploi Projection de liquide surchauffé Suivant la Directive 97/23/CE du Parlement et du Conseil, du 27 mai 1997, relative au rapprochement des législations des états membres concernant les équipements sous pression, les capteurs solaires ne sont pas soumis à l obligation de marquage CE. Matériaux en contact avec des produits destinés à l alimentation humaine Les matériels du circuit hydraulique des capteurs répondent aux exigences de l arrêté du 29 mai 1997 modifié relatif aux matériaux et objets utilisés dans les installations fixes de production, de traitement et de distribution d eau destinée à la consommation humaine. Autres informations techniques Caractéristiques thermiques du capteur PHP-20 à un débit de 72 l/h.m² (rapportées au m² de superficie d'entrée du capteur) : - superficie d entrée (m²) : 1,88 - rendement optique η 0 (sans dimension) : 0,577 - coefficient de perte du premier ordre a 1 (W/m 2.K) : 3,055 - coefficient de perte du second ordre a 2 (W/m 2.K²) : 0, température conventionnelle de stagnation, T stg ( C) : NC Ces caractéristiques thermiques (rapportées au m² de superficie d entrée) peuvent également être exprimées comme suit pour application du logiciel SOLO : - superficie d entrée (m²) : 1,88 - facteur optique (sans dimension) : 0,59 - coefficient de transmission thermique globale (W/m 2.K) : 3,06 Pertes de charge : cf. Dossier Technique établi par le demandeur. Stabilité La tenue mécanique des tubes sous vide, eu égard aux chocs thermiques internes ou externes, peut être considéré comme normalement assurée. Le maintien en place des capteurs solaires est considéré comme normalement assuré compte tenu de la conception des supports et de l expérience acquise en ce domaine. Sécurité au feu Sans objet pour ce type de capteur Durabilité - Entretien La durabilité propre des composants et leur compatibilité, la nature des contrôles effectués tout au long de leur fabrication ainsi que le retour d expérience permettent de préjuger favorablement de la durabilité des capteurs solaires dans le domaine d emploi prévu. Dans l attente du résultat de l essai de vieillissement en exposition naturelle en cours d exécution, le Groupe ne peut se prononcer formellement sur le maintien dans le temps des performances annoncées. Il propose néanmoins, compte tenu de l expérience acquise pour des équipements équivalents, de préjuger favorablement de la durabilité des caractéristiques, tout en se réservant le droit de remettre en cause cet Avis en fonction des résultats obtenus après essai Fabrication et contrôles La production des capteurs solaires fait l'objet d'un contrôle interne de fabrication systématique régulièrement surveillé par un organisme tiers, permettant d'assurer une constance convenable de la qualité. Le titulaire du présent Avis Technique doit être en mesure de justifier du droit d usage d une certification attestant la régularité et le résultat satisfaisant des contrôles internes de fabrication. Les produits bénéficiant d'un certificat valide sont identifiables par la présence de la marque de certification effective visée par le Dossier Technique (cf. 6 du Dossier Technique) Mise en œuvre La mise en œuvre des capteurs, effectuée par des entreprises formées aux spécificités du procédé et ayant les compétences requises en génie climatique, plomberie et en couverture, conformément aux préconisations du Dossier Technique, et en utilisant les accessoires décrits dans celui-ci, permet d assurer une bonne réalisation des installations. 2.3 Cahier des Prescriptions Techniques 2.31 Prescriptions communes Les prescriptions à caractère général pour l'installation des capteurs solaires sur toitures inclinées sont définies dans les documents suivants : Cahier du CSTB 1828 : «Cahier des Prescriptions Techniques communes aux capteurs solaires à tubes sous vide à circulation de liquide». NF DTU : «Réalisation des installations de capteurs solaires plans à circulation de liquide pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire». Les prescriptions à caractère général pour l'installation des capteurs solaires sur toitures-terrasses, sont définies dans la norme NF P (Réf DTU 43.1) «Travaux d'étanchéité des toitures-terrasses avec éléments porteurs en maçonnerie - Cahier des Clauses Techniques complété de son amendement». 2 14/

3 2.32 Prescriptions techniques particulières Mise en œuvre Généralités La notice d installation doit être systématiquement fournie à la livraison. Les règles de mise en œuvre décrites au Dossier Technique doivent être respectées. L installation doit en particulier être réalisée : - à l aide des supports et accessoires de liaison à la couverture fournis par le fabricant, ou à l aide de ceux répondants aux spécifications définies dans le Dossier Technique et dans la notice d installation, - avec le kit de raccordement hydraulique intercapteur fourni en option lors de la livraison, ou à l aide d éléments réalisant les mêmes fonctions. Il convient d utiliser les joints fournis par le titulaire. La mise en œuvre des capteurs solaires doit être réalisée par des entreprises ayant les compétences requises en génie climatique, en plomberie et en couverture, formées aux particularités du procédé et aux techniques de pose. Les conduites de raccordement en acier galvanisé ne sont pas autorisées. L isolation de la tuyauterie extérieure doit être résistante aux hautes températures, au rayonnement ultraviolet, aux attaques aviaires, et aux attaques des rongeurs. Le circuit capteur doit obligatoirement comporter une soupape de sécurité tarée à la pression maximale de service du capteur, et dans tous les cas inférieure ou égale à 6 bars. En complément des prescriptions définies dans le Dossier Technique et dans la notice d installation du capteur, le prescripteur devra vérifier que la surcharge occasionnée par l installation de ce capteur n est pas de nature à affaiblir la stabilité des ouvrages porteurs (charpente, toiture-terrasse, ). Le maître d ouvrage devra, le cas échéant, procéder au renforcement de la structure porteuse avant mise en place du capteur. Sécurité des intervenants La mise en œuvre du procédé en hauteur impose les dispositions relatives à la protection et la sécurité des personnes contre les risques de chutes tels que : - la mise en place de dispositifs permettant la circulation des personnes sans appui direct sur les capteurs, - la mise en place de dispositifs antichute selon la réglementation en vigueur, d une part pour éviter les chutes sur les capteurs et d autre part pour éviter les chutes depuis la toiture. Lors de l entretien et de la maintenance, la sécurité des intervenants doit être assurée par la mise en place de protections contre les chutes grâce à des dispositifs de garde-corps ou équivalents. Isolation thermique Sans objet car capteur non intégré. Complexité de toiture Le procédé est destiné à être mis en œuvre en partie courante de couverture. Des précautions particulières sont à prendre en rive, à l'égout et au faîtage vis-à-vis de la tenue au vent et de l évacuation des eaux pluviales. Mise hors d eau Sans objet car capteur non intégré Sécurité sanitaire Le liquide caloporteur utilisé dans le circuit solaire doit avoir reçu de la Direction Générale de la Santé (DGS) l'approbation pour son classement en liste "A" des fluides caloporteurs pouvant être utilisés dans les installations de traitement thermique des eaux destinées à la consommation humaine (cf. circulaire du 2 juillet 1985), après avis de l'agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFSSA). La marque commerciale du liquide caloporteur utilisé doit figurer de manière lisible et indélébile sur l'installation Conditions d entretien Les conditions d utilisation et d entretien sont précisées dans les notices du titulaire. Ces préconisations doivent a minima définir des périodicités d intervention et porter notamment sur les points suivants : Vérification de la propreté des capteurs solaires. Contrôle et remplacement éventuel des joints et raccords. Contrôle de l intégrité et remplacement éventuel de l isolation des conduites. Contrôle de la pression dans le circuit primaire. Contrôle du point de gel du fluide caloporteur (de préférence à l'entrée de la période hivernale). Contrôle du ph du liquide caloporteur afin de prévenir tout risque de corrosion du circuit primaire ainsi que de sa densité. L ensemble des contrôles à effectuer doit être spécifié dans la notice d entretien et de maintenance fournie lors de la livraison Assistance technique La société KAPLAN Energy est tenue d apporter son assistance technique à toute entreprise, installant ou réalisant la maintenance du procédé, qui en fera la demande. Conclusions Appréciation globale Pour les fabrications bénéficiant d'une certification visée dans le Dossier Technique, l'utilisation des capteurs solaires "KAPLAN PHP" dans le domaine d'emploi accepté et complété par le Cahier des Prescriptions Techniques de l Avis est appréciée favorablement. Validité Jusqu au 30 avril Pour le Groupe Spécialisé n 14 Le Président Alain DUIGOU 14/

4 Dossier Technique établi par le demandeur A. Description 1. Description générale 1.1 Présentation Capteur solaire à tubes sous vide à circulation de liquide caloporteur constitué : - de 20, 24, 30 ou 34 tubes sous vide. Ils sont composés de deux tubes de verre concentriques soudés entre eux. Le vide est réalisé entre les deux tubes et assure l isolation, - d un absorbeur composé de profilés d aluminium et d une surface sélective en nitrite d aluminium et cuivre déposée sur le tube de verre intérieur, - d une grille de circulation hydraulique composée de caloducs en cuivre et d un collecteur en cuivre, - d un coffre de collecteur en profilés d aluminium fermé par des couvercles en polypropylène (PP), - d un isolant en silicate d aluminium exfolié, - d un cadre de montage disponible en 2 versions différentes suivant le type d installation. Le procédé comporte également des pattes de fixation destinées à la fixation sur toitures inclinées. 1.2 Dénomination commerciale La dénomination commerciale «PHP-xx» se décline en fonction du nombre de tubes sous vide xx : PHP-20 : capteur 20 tubes. PHP-24 : capteur 24 tubes. PHP-30 : capteur 30 tubes. PHP-34 : capteur 34 tubes. 1.3 Domaine d emploi a) Capteurs solaires à tubes sous vide à circulation de liquide caloporteur destinés à la réalisation d installations de génie climatique à circuit bouclé. Utilisation en France européenne et Départements et Collectivités d Outre-mer (DOM COM). b) Utilisation sous un angle compris entre 15 (26%) et 90, correspondant à la limite d emploi des caloducs. c) Implantation pouvant être réalisée de manière dite «indépendante sur support» : - sur toitures inclinées revêtues de tuiles mécaniques en terre cuite ou en béton, de tuiles plates, de tuiles canal, d ardoises, de plaques ondulées et d éléments en fibre-ciment, - sur toiture-terrasse, - au sol, - sur paroi verticale. 2. Eléments constitutifs Les éléments décrits dans ce paragraphe font partie de la livraison assurée par la société KAPLAN ENERGY. 2.1 Tubes sous vide / Absorbeur Les tubes sont composés de deux tubes de verre borosilicaté concentriques soudés entre eux par une soudure verre-verre. La seconde extrémité des tubes est fermée. Un vide de Pa est réalisé entre les deux tubes et assure l isolation (voir figure 1) En partie haute, un bouchon en silicone obture le tube. Ce bouchon est percé d un évent permettant la dilatation de l air. En partie basse est présent un centreur en acier inoxydable avec une pastille de baryum. Le baryum est déposé sur une paroi du verre borosilicaté au niveau du vide interstitiel et sert de témoin du vide (témoin qui devient blanc lorsque le tube est défectueux). Le revêtement sélectif est déposé sur la face extérieure du tube intérieur. Deux profilés en aluminium assurent le transfert de chaleur vers le tube caloduc, et le maintien de celui-ci à l intérieur du tube. Caractéristiques des tubes : - dimensions : 58x1800 mm - épaisseur du verre : 1,6 mm - coefficient de transmission du verre : > 89% - niveau de vide : Pa Revêtement sélectif : - type : composite d AlNi/AlNi-SS/Cu - mode de pose : par technologie plasma - absorption : 86% - émissivité : 8% L échange standard d un tube est réalisable sans outillage particulier. 2.2 Grille de circulation hydraulique / tubes caloducs La grille de circulation hydraulique est composée d un tube collecteur et de tubes caloducs (voir figure 4). Le collecteur est constitué d un tube unique en cuivre, qui présente des doigts de gants aux dimensions adaptées aux condenseurs des caloducs. Le bulbe de chaque caloduc (diamètre 14 mm) vient s enchâsser dans un des doigts de gant du collecteur. Un doigt de gant est prévu pour la sonde thermique au niveau de la sortie du collecteur. Type et diamètre de sortie : les entrées et sorties sont équipées d usine d un raccord à visser ¾" à joints plats. 2.3 Coffre collecteur Le coffre est constitué d un profilé en aluminium fabriqué par extrusion. Les extrémités sont refermées par 2 couvercles en PP. Ces couvercles ne sont pas en contact avec le circuit hydraulique en cuivre. Le passage du couvercle est réalisé avec un joint en silicone (voir figure 2). Les trous de passage des tubes en verre dans le coffre sont refermés par des obturateurs réalisés à bas de silicone. Des vis sont fixées dans le coffre, elles permettent l assemblage du capteur. Section : 120x100 Nature du revêtement extérieur : peinture Nature de la visserie : acier inoxydable Isolant L isolant du collecteur est en silicate d aluminium exfolié. Il est obtenu par découpe aux dimensions du collecteur hydraulique en cuivre et aux dimensions interne du coffre en aluminium. Il est inséré manuellement dans le coffre et entoure le collecteur en cuivre préalablement enveloppé d un feutre en silicate d aluminium. Caractéristiques de l isolant : Matériau constitutif Classement de réaction au feu (EN ) Isolant Silicate d aluminium exfolié Masse volumique (kg/m 3 ) 32 Epaisseur de l'isolation (mm) A1 25 mm au minimum Conductivité thermique (W/m.K) 0,07 Les vides interstitiels restants entre l isolant de silicate d aluminium et le coffre du collecteur sont bouchés avec du polyuréthanne. 2.5 Cadre Les capteurs PHP sont proposés avec 2 types de cadres en fonction du type d implantation. Eléments communs à tous les cadres Le coffre du collecteur participe à la tenue d ensemble du capteur, il constitue la partie haute du cadre. Un profilé bas en aluminium constitue la partie basse du capteur. Des embouts de fixation en PP y sont fixés, ils assurent le maintien des tubes en partie basse (voir figure 3). 4 14/

5 La visserie fournie est en acier inoxydable. Cadre pour toitures inclinées et parois verticales Il est constitué de 2 (capteur PHP-20) ou 3 (capteurs PHP-20 à PHP- 34) profilés en aluminium en U de 3 mm d épaisseur positionnés verticalement. Des inserts permettent de fixer ces profilés sur les pattes de fixations. Le coffre est ensuite fixé sur ces supports, ainsi que le profilé inférieur assurant le maintien des tubes (voir figures 6, 12 et 13.2). Cadre pour toiture-terrasse et implantation au sol (support incliné à 45 ) Ces cadres sont réalisés avec des profilés d aluminium de 2 mm d épaisseur. La visserie utilisée est en acier inoxydable. Voir figures n 7 et Eléments de supportage et de fixation à la structure porteuse : pattes de fixation Les pattes de fixation sont réalisées en tôle d acier galvanisé. Elles ont une épaisseur de 4 mm. Elles permettent de maintenir le cadre du capteur surélevé par rapport aux éléments de couverture. Trois types de pattes de fixation (figure 9) sont proposés : - Fixation n 1 : toiture en plaques ondulées. - Fixation n 2 : tuiles plates et ardoises. - Fixation n 3 : tuiles mécaniques et tuiles romanes. 2.7 Accessoires Une fiche technique, une notice d installation et d utilisation sont fournies avec chaque capteur PHP. 3. Autres éléments Les éléments suivants, non fournis dans le kit de base, sont toutefois indispensables à la mise en œuvre et au bon fonctionnement des capteurs. 3.1 Eléments fournis en option 3.11 Raccords hydrauliques Raccords intercapteurs KAPLAN ENERGY fourni en option les raccords intercapteurs STK-022 en inox 316L avec raccord femelle ¾" en laiton équipé de joints plats en PTFE (figure 8). Pour visser les liaisons solaires des capteurs, utiliser une clef de serrage avec une contre clef. Raccords en extrémités de champ capteur Ils doivent être compatibles avec les raccords situés en extrémités de la grille de circulation hydraulique (voir 2.2) 3.2 Canalisations solaires Des canalisations en acier inoxydable préisolé avec câble électrique intégré sont proposées pour les systèmes solaires KAPLAN ENERGY. Ces canalisations préisolées rendent la pose flexible et rapide. Leur composition en acier inoxydable et leur structure annelée permettent de récupérer les dilatations thermiques et de résister à la corrosion. Toutes les installations solaires thermiques doivent résister aux attaques aviaires, aux rongeurs et aux UV. Les gaines isolantes doivent résister aux hautes températures solaires. 3.3 Eléments non fournis 3.31 Eléments de traversée de couverture Les éléments de traversée de la toiture doivent être des éléments courants du marché, adaptés à la couverture (type, couleur, ) Dispositif de sécurité Il n y a pas de soupape fournie avec les capteurs PHP. Dans les installations en circuit bouclé sous pression, le circuit capteur doit obligatoirement comporter une soupape de sécurité tarée à une pression qui tient compte de la pression de service de tous les éléments du circuit. Dans les installations à simple échange, la pression de tarage de cette soupape doit être inférieure à 6 bars. 4. Caractéristiques Les capteurs solaires se déclinent en 4 variantes dont les caractéristiques sont les suivantes : Capteur PHP Type PHP-20 PHP-24 PHP-30 PHP-34 Surface hors tout (m 2 ) 3,08 3,67 4,56 5,15 Superficie d entrée (m 2 ) 1,88 2,26 2,82 3,29 Surface de l absorbeur (m 2 ) 1,69 2,03 2,54 2,88 Contenance en eau de l absorbeur (l) Pression maximale de service (bar) 1,2 1,6 1, Poids à vide (kg) Dimensions hors tout: l x h x ép. (mm) 1555 x 1980 x x 1980 x x 1980 x 120 Pertes de charge Cf. Graphe figure 5 5. Fabrication et contrôles 2600 x 1980 x 120 La fabrication des capteurs est réalisée à Jiaxing en Chine, sur un site de fabrication certifié selon l ISO 9001 :2000. La société KAPLAN ENERGY a déposé auprès du secrétariat de la Commission chargée de délivrer des Avis Techniques le processus de fabrication ainsi que la liste de ses fournisseurs et de ses sous-traitants. La réalisation des contrôles sur matières entrantes, en cours de fabrication et sur produits finis sont régulièrement contrôlés par le CSTB dans le cadre de la certification CSTBat des «Procédés solaires». 6. Conditionnement, marquage, étiquetage, stockage et transport Conditionnement Les capteurs solaires PHP sont livrés prémontés en kit dans un ou plusieurs cartons avec les supports et dispositifs de fixation ainsi qu avec une notice de mise en œuvre et d utilisation. Les tubes solaires sont livrés assemblés dans des cartons agrafés. Le calage des tubes solaires dans le carton est assuré par des pièces de polystyrène. Le collecteur et les supports sont livrés séparément. Marquage Reprend les informations telles que prévues dans le référentiel de la certification CSTBat «Procédés solaires». Etiquetage En plus des informations ci-dessus, l étiquetage comprend : - la contenance en fluide, - le nombre de tubes, - la surface hors-tout, - la température de stagnation. Stockage Lors du stockage laisser les composants du capteur dans leurs emballages. Stocker les cartons à plat dans un endroit sec et à l abri de la lumière. 7. Mise en œuvre 7.1 Conditions générales de mise en œuvre Prévention des accidents lors de la mise en œuvre La mise en œuvre du procédé impose les dispositions relatives à la protection et à la sécurité des personnes contre les risques de chutes et de manutention de charges lourdes. Les travaux d échafaudage pour toute intervention en hauteur et les interventions sur les toits doivent s effectuer selon les règles locales. Manipulations des capteurs Afin d éviter des dommages au capteur, laisser les composants du capteur dans leur emballage jusqu au lieu de pose final. Pour éviter toute brûlure l installateur devra effectuer les travaux par temps couvert ou très tôt le matin. Une alternative est possible en couvrant les 14/

6 capteurs avec une surface opaque. Dans le cas d une exposition accidentelle au soleil d un tube sous vide, ne jamais toucher le condenseur du caloduc sous peine de brûlure grave. Pour le refroidir mettez-le dans un endroit sombre. Pour contrôler les tubes il est important de se munir de gant. Lors du contrôle prendre soin que le témoin du vide soit bien argenté (le témoin est blanc lorsque le tube est défectueux). Vérifier que les entrées/sorties du collecteur n ont pas pris de coups. Vérifier la présence de tous les caches dans les emplacements des tubes. Liquide caloporteur Dans le cas d une installation à simple échange, le liquide caloporteur utilisé doit avoir reçu de la Direction Générale de la Santé (DGS) l'approbation pour son classement en liste "A" des fluides caloporteurs pouvant être utilisés dans les installations de traitement thermique des eaux destinées à la consommation humaine (cf. circulaire du 2 juillet 1985), après avis de l'agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFSSA). La marque et le type de liquide caloporteur utilisé doivent être indiqués dans la fiche d entretien et de maintenance ou sur l installation de manière visible, permanente et indélébile. Les conduites de raccordement utilisées devront être en cuivre ou en inox. L utilisation de canalisation en matériaux de synthèses est exclue sur le réseau primaire. Protéger les raccords et les tubes de liaison contre l attaque des oiseaux par une gaine rigide ou autre élément similaire. Les points hauts de l installation doivent être équipés d un dispositif de purge. Lorsque ce dispositif est un purgeur automatique celui-ci doit être isolé à l aide d une vanne d isolement. La pression maximum de service est de 10 bars. La plage de débit recommandé au niveau du circuit primaire est d environ 0,12 l/min par tube. Essai de pression Mettre le circuit hydraulique sous pression et contrôler l étanchéité des liaisons hydrauliques. 7.2 Conditions spécifiques de mise en œuvre Il est important de déterminer le lieu de pose, le raccordement des capteurs et le trajet des liaisons solaires. Le ou les champs de capteurs peuvent être raccordés en parallèle, en série ou en boucle de Tichelmann. Le nombre maximum de capteurs installés dans une même ligne est de : - 5 capteurs montés en parallèle, - 5 capteurs montés en série, - 15 capteurs montés en série-parallèle. Dimensionnement, position et orientation des capteurs PHP Les capteurs PHP doivent être disposés en position verticale, la tête du caloduc devant être située vers le haut. L inclinaison doit être comprise entre 15 et 90. Les capteurs doivent être positionnés le plus près possible des ballons solaires pour diminuer au maximum les pertes thermiques. Le dimensionnement de la surface des capteurs est primordial pour une exploitation optimum. Le calcul doit être fait sur mesure, sur la base du besoin énergétique en fonction de l inclinaison des capteurs, de l orientation et de l irradiation locale. La meilleure installation pour un rendement maximum est une orientation plein sud perpendiculairement à l angle d irradiation optimale du site. Durant toute la journée d exposition aucune ombre portée ne doit arriver sur les capteurs (arbres, bâtiments voisins, ). Assemblage des capteurs Les capteurs sont fournis sous forme de kits prémontés, l assemblage final est réalisé par l installateur conformément à la notice d installation. Capteurs raccordés en série (voir figure 11) Un raccordement en série subit des pertes de charge plus élevées, ce qu il faut prendre en considération lors du choix de la pompe. Le raccordement en série des capteurs PHP est valable pour un maximum de 5 capteurs. Capteurs raccordés en parallèle (voir figure 11) ou série-parallèle Le débit recommandé est de 2,5 l/min par capteur, si les capteurs sont raccordés en parallèle le débit à travers tout le champ augmentera de n x 2,5 l/min alors que la perte de charge augmentera peu. (Le raccordement en parallèle des capteurs PHP est valable pour un maximum de 5 capteurs. Dans le cadre d un raccordement en série parallèle il est possible de monter jusqu à 15 capteurs. Au delà de 15 capteurs en série parallèle le raccordement hydraulique doit être divisé en branches raccordées en boucle de Tichelmann, chaque branche ayant un maximum de 15 capteurs). Capteurs raccordés en boucle de Tichelmann (voir figure 11) Dans ce branchement, le liquide caloporteur parcourt toujours la même distance. L avantage de cette boucle est de garder le même débit à chaque capteur. Raccordement intercapteurs Pour le raccordement des capteurs entre eux, il est impératif d utiliser des raccords absorbant les dilatations, résistants à la corrosion et résistants à la température. De tels raccords sont fournis en option (voir 3.1). Joints haute température Les raccords des capteurs sont des raccords ¾" à joint plats. Les joints doivent être résistants aux hautes températures, et au fluide antigel utilisé Montage des capteurs indépendants sur supports Les capteurs sont fournis en plusieurs colis (collecteur, tubes, cadre). Ils doivent être assemblés par l installateur conformément à la notice d installation. L installation des capteurs solaires doit être réalisée à l aide des supports et des pattes de fixation à la toiture fournis par le fabricant. Prendre soin de vérifier l étanchéité, la solidité et la charge admissible de la charpente ou du toit terrasse. De façon générale, les canalisations doivent traverser la toiture en respectant les règles de l art (DTU série 40, DTU série 43, DTU 65.12). La notice d installation fournie avec chaque capteur solaire PHP doit être respectée Installation sur toiture inclinée L installation est réalisée à l aide du cadre et des pattes de fixations fournies. Pour la traversée de la couverture. La procédure de montage comporte les étapes suivantes : 1. Rajouter si nécessaire des chevrons pour fixer les pattes de fixations. 2. Toitures à petits éléments : visser les pattes de fixation adaptées à la couverture à l aide de 4 vis inox 6 x 50 mm minimum par patte de fixation (figures 13.1 et 13.2). Toitures en tôle ondulée : fixer chaque patte à l aide de 2 tirefonds (figure 13.3). 3. Assembler sur les pattes de fixation les profilés en U, à l aide des inserts (figures 6 et 13.4), puis installer le collecteur et le profilé bas. 4. Réaliser le passage des canalisations et du câble de sonde conformément aux DTU dans le cas de toiture à petits éléments, une tuile chatière ou une tuile de ventilation doivent être utilisées (figure 13.6). 5. Réaliser les raccordements hydrauliques. 6. Les raccords intercapteurs doivent permettre la dilatation. 7. Les liaisons hydrauliques doivent être réalisées conformément aux paragraphes ci-dessus. 8. Installer les tubes du capteur (utiliser du savon liquide pour faciliter l opération). 9. Introduire la sonde dans le doigt de gant prévu à cet effet, suivant les principes des schémas figure Contrôler l installation et remplir la «fiche d entretien et de maintenance» Installation sur toiture-terrasse ou au sol Le cadre adapté aux toitures-terrasses doit être utilisé. Le montage sur toiture-terrasse doit suivre les prescriptions de la norme NF P (Réf DTU 43.1). Le principe du montage est le même que celui des toitures inclinées, avec les modifications suivantes : Etape 1 : l installation solaire en toiture-terrasse ou au sol doit être lestée. L installateur pourra opter pour l une des solutions suivantes : - utiliser une charge de 135 kg/m 2 de surface hors tout, - utiliser des blocs de béton de 100 kg répartis aux extrémités des pieds du support incliné (soit 4 blocs pour un capteur PHP- 20 et 6 blocs pour un capteur PHP-24, PHP-30 ou PHP-34), - réaliser une note de calcul, conforme aux règles en vigueur, adaptée à la situation particulière de l installation. Cette note devra être validée par un organisme de contrôle. Etapes 2 et 3 : assembler le cadre à l aide des vis fournies (figure 10) 6 14/

7 Etape 4 : le passage des canalisations doit être conforme aux DTU de la série Installation sur paroi verticale Les principes de montage décrits ci-dessus sont applicables. Le cadre du capteur doit être fixé par des pattes de fixations en U de 5 mm d épaisseur, fixées sur la paroi verticale (pattes de fixation en acier S235JR - non fournies par KAPLAN ENERGY) voir figure 12. Quantités totales : - PHP-20 : 6 pattes - PHP-24 à PHP-34 : 9 pattes Il est nécessaire de contrôler la charge admissible de la paroi ainsi que le besoin d étanchéité. 8. Utilisation et entretien Les conditions d utilisation et d entretien sont précisées dans les notices du titulaire : - Vérification de la propreté des capteurs solaires. - Contrôle visuel des détecteurs de vide. - Contrôle et remplacement éventuel des joints et raccords. - Contrôle de l intégrité et remplacement éventuel de l isolation des conduites. - Contrôle de la pression dans le circuit primaire. - Contrôle du point de gel du fluide caloporteur - Contrôle du ph du liquide caloporteur afin de prévenir tout risque de corrosion du circuit primaire ainsi que de sa densité. - Contrôle débit de l installation. Il doit être effectué un contrôle annuel (de préférence après la saison de plus fort ensoleillement) du liquide caloporteur afin de vérifier le maintien de ses qualités en terme de protection contre le gel et la corrosion et, si besoin, ce liquide doit être remplacé et quoiqu il en soit tous les trois ans. La fiche d entretien et de maintenance fournie par KAPLAN ENERGY doit être complétée à chaque maintenance et remise à l utilisateur. 9. Assistance technique La mise en œuvre des capteurs solaires PHP relève nécessairement d entreprises ayant les compétences requises en génie climatique, en plomberie et en couverture. L installation des capteurs est réalisée et contrôlée et le service aprèsvente est assuré par les installateurs avertis des particularités du procédé, ayant reçu une formation à ces techniques de pose. KAPLAN ENERGY assure la formation et/ou l assistance au démarrage sur chantier, auprès des installateurs qui en font la demande. Nota : cette assistance ne peut être assimilée ni à la conception d ouvrage, ni à la réception des supports, ni à un contrôle de la mise en œuvre. B. Résultats expérimentaux Performances thermiques Essais réalisés suivant les modalités de la norme EN : - laboratoire : CSTB - n du compte rendu d'essai : VAL /A - date des essais : avril 2009 Résistance aux chocs à bille - laboratoire : CSTB - n du compte rendu d'essai : VAL /C - date des essais : avril 2009 C. Références Ces capteurs solaires sont fabriqués et mis en œuvre depuis septembre 2005 et de nombreuses références existent en Espagne depuis /

8 Figures du Dossier Technique Description du tube : A Caloduc B Profilé aluminium C Condenseur du caloduc D-E Bouchon (Silicone) F Verre borosilicaté extérieur G Film de baryum (témoin du vide) H Centreur (acier inoxydable 304) I Vide (isolant) J Verre borosilicaté intérieur K Absorbeur sélectif Figure 1 - Capteur solaire PHP et tube sous vide. 8 14/

9 100mm A 120mm B D A D E A Joint de caoutchouc résistant aux UV B Doigt de gant de la sonde thermique (150 mm x 6 mm) C Sortie capteur solaire D Cache en PP noir E Vis en acier inoxydable passage de l obturateur (avant pose du joint et du raccord) passage de l obturateur avec joint en silicone (sortie d usine) Figure 2 - Couvercles gauche et droit du coffre collecteur. Figure 3 - Embout de fixation des tubes solaires. 14/

10 Doigt de gant dans lequel s enchasse le condenseurs du caloduc Collecteur cuivre Doigt de gant en cuivre de la sonde thermique Entrée liquide caloporteur Sortie liquide caloporteur Caloduc Figure 4 - Schéma de la grille de circulation hydraulique du capteur solaire PHP. Perte de charge en fonction du débit des capteurs PHP Delta P (mbar) DP (mbar) PHP 20 tubes DP (mbar) PHP 24 tubes DP (mbar) PHP 30 tubes DP (mbar) PHP 34 tubes Débit (L/h) Figure 5 - Graphe de perte de charge des capteurs PHP en fonction du débit. 28 mm 28 mm Figure 6 - Coupe du profilé aluminium utilisé pour les capteurs inclinés et les capteurs verticaux. Figure 7 - Coupe des profilés aluminium utilisés pour les capteurs sur toiture-terrasse. Figure 8 - Raccord intercapteur STK /

11 Fixation 1 : sur tôle ondulée. Fixation 2 : pour toiture en tuile plate et ardoise. Fixation 3 : pour toiture en tuile mécanique et tuile romane (la hauteur totale de la fixation varie entre 112 et 130 mm). Figure 9 - Pattes de fixation. 14/

12 Figure 10 - Cadre de fixation pour pose libre sur toiture-terrasse. Capteurs raccordés en série. Capteurs raccordés en parallèle. Capteurs raccordés en boucle de Tichelmann. Figure 11 - Différents types de raccordement hydraulique /

13 Patte de fixation (x3 pour chaque profilé aluminium de capteur PHP) 5mm Profilé aluminium du capteur PHP Paroi verticale Patte de fixation positionnée en haut du profilé Mettre 3 pattes de fixation en U en acier galvanisé de 5mm d épaisseur pour chaque profilé aluminium du capteur PHP. Figure 12 - Exemple de fixation à l aide de pattes de fixation en U de 5 mm d épaisseur pour paroi verticale. 14/

14 Figure 13.1 Mise en place des pattes de fixation pour tuile mécanique et tuile romane. Figure 13.2 Mise en place des pattes de fixation pour tuile plate et ardoise. Figure 13.3 Mise en place des pattes de fixation sur tôle ondulée. Collecteur Figure 13.4 Figure 13.5 Figure 13.6 Figure 13.7 Liaison intercapteurs. Figure 13.8 Mise en place de la sonde. Figure 13 - Installation sur toiture tuile, ardoise ou tôle ondulée /