Spécificités thermiques d une installation DualSun

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1 Spécificités thermiques d une installation DualSun Table des matières 1. Introduction Raccordement hydraulique Raccordement inter-panneaux Calepinage des panneaux DualSun Raccordement aux conduites solaires Dimensionnement du vase d expansion Volume du vase Pression de gonflage du vase d expansion Conduites isolées panneaux ballon Choix des conduites solaires Diamètres des conduites Soupape de sécurité Sonde de température Choix du fluide caloporteur Introduction Les distributeurs du panneau DualSun proposent des kits thermiques et photovoltaïques adaptés aux installations DualSun. Les panneaux DualSun ont été conçus pour s adapter à la plupart du matériel photovoltaïque habituellement utilisé sur des installations solaires. Ce document présente les quelques points d attention spécifiques à DualSun qu il faut avoir en tête. Page 1 sur 11

2 Vous trouverez ci-dessous, à titre indicatif, une liste de matériel type pour une installation solaire hybride de 3 kwc de puissance photovoltaïque: Matériel Quantité Panneau DualSun 250M B/B avec flexibles 4 Panneau photovoltaïque 250Wc 8 Champ de panneaux Rallonge DS isolée 1,5 m Kit raccords isolés entrée/sortie du champ de panneaux (varie selon calepinage, c.f. chapitre 2.1) (varie selon # de chaîne thermique, c.f. chapitre 2.2) Sonde plate de température DualSun PT Système d'intégration en toiture 12 Matériel photovoltaïque Onduleur (central ou micro) 1 Boîtiers AC/DC 2 Câbles + connecteurs 15 m Ballons ECS 1 Station solaire (soupape de sécurité 3 bar) 1 Régulation solaire avec sondes PT Matériel ECS Vase d'expansion solaire avec kit de raccordement Fluide caloporteur pur Tyfocor et eau déminéralisée 1 20 L (dépend du lieu d installation, c.f. chapitre 7) Tuyau de vidange 1 Mitigeur thermostatique Option Conduites isolés liaison panneaux-ballon 15 m Tableau présentant une liste de matériel type pour une installation hybride de 3kWc PV. Page 2 sur 11

3 2. Raccordement hydraulique 2.1. Raccordement inter-panneaux Les flexibles hydrauliques pour raccorder les panneaux en série sont livrés pré-montés sur les panneaux DualSun, et ont une longueur de 1m. Ils sont adaptés au raccordement de 2 panneaux côte à côte ou l un au-dessus de l autre en portrait, comme schématisé ci-dessous : Schéma simplifié présentant principe de raccordement des panneaux DualSun d une même chaine. En raison des pertes de charges de la partie thermique des panneaux hybrides DualSun, le nombre maximal recommandé est de six panneaux. Dans le cas d une installation DualSun ayant plus de 6 panneaux hybrides, ceux-ci devront être connectés en strings parallèles, comme illustré ci-dessous : Schéma simplifié présentant le principe de raccordement de plus de 6 panneaux DualSun. Dans la configuration ci-dessus, 2 kits raccords isolés entrées /sorties. Page 3 sur 11

4 2.2. Calepinage des panneaux DualSun Règle générale : - Pour tout déplacement vers la droite ou vers le haut, aucune rallonge n'est nécessaire - Pour tout déplacement vers la gauche ou vers le bas, 1 rallonge par déplacement est nécessaire Entrée de l'eau dans le panneau Sortie de l'eau du panneau Rallonge Point de raccordement entre 2 rallonges Raccordement vers la droite et vers le haut PAS DE RALLONGE Raccordement vers la gauche 1 RALLONGE 2 RALLONGES Page 4 sur 11

5 Raccordement vers le bas 1 RALLONGE 2.3. Raccordement aux conduites solaires Le kit raccords isolés entrée/sortie du champ de panneaux est constitué des deux raccords suivants. Ils permettent de faire le lien entre les raccords rapides des panneaux et un écrou de conduite grâce à un raccord fileté mâle ¾, comme l on peut le voir ci-dessous: Kit raccords isolés entrée/sortie du champ de panneaux (coupleur rapide et raccord fileté ¾ ). Il faut un kit par chaîne thermique. Si le nombre de panneaux DualSun est 8, il y a donc 2 chaînes thermiques, le nombre de «kit raccords isolés entrée/sortie» sera de 2. Page 5 sur 11

6 3. Dimensionnement du vase d expansion 3.1. Volume du vase Hauteur de l'installation Nombre de panneaux 5 m 10 m 15 m Volume du vase d expansion en fonction de la hauteur d une installation et du nombre de panneaux. Il faut choisir le modèle de vase d expansion dont le volume est directement supérieur Pression de gonflage du vase d expansion La pression de gonflage du vase d expansion doit être calculée en fonction de la hauteur de l installation. Calcul pour un vase situé après la pompe de la station solaire : P 0 = H + 0,8 bar [bar] 10 Calcul pour un vase situé avant la pompe de la station solaire (à l aspiration) : P 0 = H + 0,3 bar [bar] 10 Avec: P 0 = Pression de gonflage H = Distance entre le point culminant du système et le manomètre Le tableau ci-dessous récapitule les pressions à respecter pendant l installation : Hauteur entre les panneaux et le vase Pression de gonflage du vase d expansion (bar) Pression de remplissage (bar) Pression de fonctionnement (bar) 5 m 1,3 1,7 1,5 6 m 1,4 1,8 1,6 7 m 1,5 1,9 1,7 8 m 1,6 2 1,8 10 m 1,8 2, m 2 2,4 2,2 ATTENTION, l utilisation des panneaux DualSun au-delà des conditions admises annule la garantie! Page 6 sur 11

7 4. Conduites isolées panneaux ballon 4.1. Choix des conduites solaires Pour la liaison du groupe de transfert aux kit-raccord bitube-panneaux décrits ci-dessus, trois types de conduites peuvent être employé : 1. les tuyaux cuivre, 2. les tubes onduleux inox 3. les tubes multicouches PEX-Al-PEX. Ces trois types de conduites ont chacun des avantages et inconvénients les uns par rapport aux autres, ce que nous résumons dans le tableau suivant : Tuyau cuivre (1) Onduleux inox (2) Tube multicouche (PEX-Al-PEX) (3) Contraintes techniques > 150 C à 10 bar 150 C à 10 bar max. 95 C à 6 bar max. Coût Elevé Moyen Faible Niveau de compétence requis Matériel spécifique nécessaire Elevé Moyen Moyen Chalumeau Outillage pour collets Pince à sertir Avantages principaux Performances thermiques, plage d application Flexibilité, kits «tout en un» Prix, simplicité et rapidité de pose Inconvénients principaux Prix élevé et complexité de pose Annelures piègent l air, fiabilité des collets battus Pince à sertir et accessoires Tableau récapitulant avantages et inconvénients des conduites compatibles. DualSun préconise l utilisation de tubes multicouches pour les liaisons solaires entre le champ, le groupe de transfert et le ballon. En effet, de par les faibles températures et pressions dans le circuit solaire (<80 C et 3 bar max.), ainsi que la tenue au glycol à plus de 80 C, le multicouche s avère être idéal pour les systèmes hybrides. Les conduites en multicouche pour le circuit solaire offrent un réel gain de temps et permettent de faire des économies considérables comparé aux autres variantes. Néanmoins, quelques considérations sont à prendre en compte : 1. Pour éviter au plus les déperditions thermiques du circuit, choisissez du multicouche pré-isolé Page 7 sur 11

8 2. L isolant sur le multicouche n est pas adapté à l utilisation en extérieur, il faut donc prévoir un isolant à application extérieur (résistant aux U.V. et intempéries) pour les parties du circuit exposés aux rayons solaires. 3. En plus des multicouches départ/retour, il faut acheminer un fil sonde jusqu en toiture pour raccorder la sonde de température du panneau à la régulation. Pour cela, utilisez un câble à au moins deux conducteurs de diamètre supérieur ou égal à à 0,5mm 2 (2G0,5) 4.2. Diamètres des conduites Le diamètre des conduites entre les panneaux et le ballon est fonction du nombre de panneaux dans l installation. Une vitesse de 0,4 m/s pendant la mise en service permet de purger efficacement le système. Ainsi, les débits suivants doivent être respectés pendant la mise en service : 0 8 panneaux 9 14 panneaux panneaux Diamètre des conduites DN 16 DN 20 DN 25 Débit minimum pendant la mise en service 200 l/h 400 l/h 600 l/h Tableau récapitulant diamètres de conduites et débits préconisés selon le nombre de panneaux. Ces diamètres sont donnés à titre indicatif (pour installations standards, distance capteur ballon de 15m) et représentent le diamètre intérieur des conduites inox ou multicouche. Pour des installations plus complexes, il faudrait calculer le diamètre nécessaire selon les pertes de charges du champ solaire et des conduites. 5. Soupape de sécurité Les stations solaires thermiques intègrent des soupapes de sécurité de 6 bar, ce qui ne permet pas de protéger le système DualSun. Il est donc impératif d installer une soupape de sécurité à pression de tarage 3 bar. Si l installateur n est pas assez attentif lors du remplissage, cette soupape permet d être sûrs que la pression du circuit solaire ne dépassera jamais les 3 bars au niveau du manomètre de la station, et donc que les capteurs ne monteront jamais au-dessus de 2,2 bars (pour une hauteur de 5 mètres et une perte de charge du circuit de 0,3 bars). La tenue continue à ces pressions n est pas certifiée, il est donc nécessaire de toujours maintenir la pression aux pressions indiquées dans le second tableau du chapitre 3. Page 8 sur 11

9 6. Sonde de température La sonde de température du Kit DualSun se place sur le dernier panneau DualSun du circuit thermique. Elle se fixe sur le coude de la liaison de sortie en haut de panneau. La sonde doit ensuite être reliée à la régulation thermique. La sonde utilisée doit être de type PT 1000 spécialement conçue pour être sanglée sur le tuyau du circuit thermique : la rainure usinée sur la sonde permet de faciliter sa mise en place à l aide d un collier de serrage. Le contact thermique est assuré par de la mousse thermo-conductrice en face-arrière. Dotée de la classe de protection IP54, la sonde est protégée de la poussière et des éclaboussures d eau. Exemple de sonde adaptée Page 9 sur 11

10 7. Choix du fluide caloporteur Pour protéger les panneaux contre des dégâts provoqués par le gel ou la corrosion, le fluide caloporteur utilisé dans les panneaux DualSun est un mélange spécial d'eau déminéralisée et d'agents antigel. Les fluides caloporteurs sont composés des agents antigel "propylène glycol" (protection contre le gel) et d'inhibiteurs de corrosion. Les agents antigel ont une température de congélation plus basse et une température d'ébullition plus haute que celles de l'eau. En tant que fluide antigel, nous conseillons "Tyfocor L" du fabricant Tyfo, un mélange d'agents antigel et anti corrosif préfabriqué. Le fluide doit être mélangé à de l eau déminéralisée. En cas d utilisation d une autre marque de glycol, celui-ci doit absolument contenir des agents anti-corrosions et être soumis à validation par DualSun. Pour déterminer la concentration de fluide antigel et inhibiteur de corrosion à ajouter dans le système, plusieurs paramètres sont à prendre en compte : Les fabricants de station solaire préconisent une concentration maximale de 50 % de glycol (selon guide technique des stations FlowSol de RESOL). L eau a un meilleur coefficient de transfert thermique que le glycol, et il est donc conseillé de mélanger le glycol avec un minimum de 50 % d eau déminéralisée. Le fabricant du fluide caloporteur "Tyfocor L" préconise une concentration de fluide antigel/anticorrosif minimale de 40% pour garantir une bonne tenue contre la corrosion dans les systèmes solaires thermiques. Le propylène glycol (antigel utilisé dans le "Tyfocor L") assure une tenue à des températures jusqu à -21,5 C et -32,4 C pour des concentrations de 40 % et 50 % respectivement. Le fluide caloporteur est un produit toxique, il faut lire et respecter attentivement les instructions sur l emballage. A tenir hors de portée des enfants. Exemple pour une installation dans les Bouches-du-Rhône : D après le tableau des départements ci-dessous, la concentration en glycol sera minimum 40 %. Le volume d eau déminéralisée dans le circuit lors du remplissage est de 30 litres. Le volume de glycol à ajouter est de 20 litres. Il faudra stocker les 20 litres de mélange restants dans un réservoir dont le contenu (marque, composition, concentration, etc.) sera clairement indiqué. Le mélange eau déminéralisée / glycol doit être stocké hors de portée des enfants. Page 10 sur 11

11 Pour connaître le dosage en fonction du département où se trouve l installation, il faut respecter le carte ci-après, qui indique la concentration de fluide antigel/anticorrosif (%min) Page 11 sur 11