Composants pour systèmes solaires

Transcription

1 solarorkli Composants pour systèmes solaires Composants pour chauffage et eau chaude sanitaire Composants pour chauffage et eau chaude sanitaire Collecteurs équipements de distribution Robinets thermostatiques Robinets manuels Vannes de zone motorisées Mitigeurs thermostatiques Regulation ambiance Groupes et soupapes de sécurité Élements domotiques de sécurité Vannes à gaz Accesoires d`union au tuyau

2 Depuis 1982, Orkli fabrique des composants pour le chauffage et l eau chaude sanitaire, le chauffage d eau et les appareils électroménagers. Distribuant ses produits sur les cinq continents, la société dispose de ses propres délégations dans plus de 20 pays. Grâce à un effort d investissement puissant et soutenu, de l ordre de 12 millions d euros en moyenne par an, des nouveaux produits viennent s ajouter chaque année à un catalogue déjà riche. De même, de nouvelles activités comme le Plancher Rayonnant Intégral Lurbero, il y a deux ans, et cette nouvelle activité SolarOrkli autour des composants pour systèmes solaires viennent grossir la gamme de l entreprise. Parce que se maintenir à l avant-garde exige de miser fortement sur la R+D+i Orkli affronte cet enjeu au sein de sa stratégie, à travers des objectifs basiques comme l innovation, tant au niveau des produits qu en termes de management. La société Orkli appartient à Mondragón Corporación Cooperativa (M.C.C), et plus particulièrement à sa division Mondragón Componentes. Le groupe MCC, représente plus de emplois et plus de 220 entreprises et établissements structurés en groupes sectoriels. Assistés technologiquement à de grands centres de recherche et développement, tels que Ceit, Ikerlan ou Robotiker, la société pratique l actualisation permanente des connaissances ainsi que la culture de l innovation afin d ouvrir de nouvelles voies porteuses pour l avenir.

3 Composants pour systèmes solaires Les installations solaires thermiques servent généralement à chauffer de l eau pour un usage sanitaire ou pour le chauffage.

4 Composants pour systèmes solaires INSTALLATIONS SOLAIRES THERMIQUES Les systèmes solaires thermiques comportent les éléments suivants : a. Capteurs solaires. b. Ballon. c. Composants hydrauliques. d. Régulation. e. Système d appoint. Système d appoint chaudière Régulateur Capteurs Ballon Mitigeur thermostatique a. Capteurs solaires Le capteur solaire est l élément qui transforme l énergie contenue dans le rayonnement solaire en chaleur valorisable en chauffant le fluide qui circule en son intérieur. Il existe plusieurs types de capteurs, parmi lesquels les capteurs solaires plans sont les plus utilisés. Dessus Surface absorbante Isolant postérieur

5 b. Ballons Le rayonnement solaire ne coincidant généralement pas avec la consommation d eau chaude sanitaire ou de chauffage, il est donc nécessaire de retenir et stocker l énergie apportée par le soleil en vue d une consommation ultérieure. Ce stockage d énergie s effectue en élevant la température de l eau contenue dans le ballon. Les ballons solaires incorporent habituellement un échangeur qui transfère l énergie transmise par les capteurs à l eau de consommation. Dans les grandes installations, l échangeur est habituellement un élément indépendant en raison de l impossibilité d avoir une grande surface d échange à l intérieur du ballon. Isolant Échangeur interne c. Composants hydrauliques Comme l installation solaire est un circuit hydraulique, elle doit être équipée d une série de composants, que ce soit pour son bon fonctionnement comme pour sa sécurité. Orkli, en tant que fabricant de composants, propose une large gamme de vannes et d accessoires pour compléter une installation solaire. d. Régulation Le système de régulation se charge de commander la pompe et les vannes motorisées afin d assurer une transmission correcte de l énergie des plaques au fluide à réchauffer. Il décide du déclenchement de la pompe ou de la position des vannes en fonction des températures en plusieurs points du circuit : généralement entre les capteurs et le ballon. e. Système d appoint Il sert à assurer le service à l usager quand le rayonnement solaire est trop faible pour satisfaire la demande.

6 Composants pour systèmes solaires SÉLECTION DES COMPOSANTS HYDRAULIQUES Au moment de réaliser une installation solaire thermique, deux circuits bien différenciés sont à prendre en compte : Circuit primaire : c est le circuit qui conduit la chaleur captée par les capteurs à l échangeur. Circuit secondaire : il se charge de conduire l eau chauffée par le circuit primaire jusqu au point de puisage. Le circuit primaire est celui qui se distingue le plus d une installation conventionnelle de chauffage ou d Eau Chaude Sanitaire. Température: les capteurs solaires présentent un design optimisé pour parvenir à transmettre la plus grande quantité possible d énergie au circuit primaire ; ils peuvent donc atteindre des températures très élevées. Comme règle générale pour choisir les composants, nous pouvons ainsi considérer : a. le conduit aller : soit la ligne qui conduit le fluide chauffé dans les panneaux jusqu à l échangeur. Les éléments installés sur cette ligne doivent pouvoir résister au moins 150ºC en continu : les clapets à bille, les séparateurs d air, les antiretours, les vannes de zone b. et le conduit retour : une fois que la chaleur captée a été cédée à l échangeur, la température du fluide diminue et consécutivement les températures à supporter sont moins sévères : 100ºC en continu (pompe, régulateur de débit, clapets à bille, antiretours ) Fluide: Le générateur (capteur) doit être à l extérieur pour pouvoir capter le rayonnement solaire. Ceci implique l adoption de précautions pour éviter que le fluide du circuit ne gèle lorsque la température extérieure descend en dessous de 0ºC. Dans les régions où ce risque existe, le fluide utilisé est un mélange d eau et d antigel (éthyle-glycol). En conséquence, les composants installés sur ce circuit doivent être conçus pour travailler avec ce type de fluide Pression: les valeurs normales de pression auxquelles travaillent ces installations sont similaires à celles des circuits de chauffage (1,5-2bars). Quoi qu il soit, dans certains cas extrêmes, la pression peut s élever à cause de la température et il convient donc que les composants puissent résister jusqu à 8bars de pression.

7 COMPOSANTS SOLARORKLI POUR INSTALLATIONS SOLAIRES THERMIQUES Purgeur avec clapet à bille Capteurs Régulateur Vase expansion Groupe hydraulique solaire Système d appoint chaudière Vanne de zone Ballon Purgeur avec séparateur d air Mitigeur thermostatique

8 Composants pour systèmes solaires GROUPE HYDRAULIQUE SOLAIRE Le groupe hydraulique pour installations solaires thermiques est un ensemble de composants qui intègre les éléments hydrauliques nécessaires sur le circuit primaire de ces installations. CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES La principale caractéristique qui différencie ces composants de ceux utilisés par les systèmes de chauffage et d ECS est la haute température à laquelle ils peuvent être soumis. C est pourquoi les matériaux employés sont spécialement choisis pou travailler à ces températures : Température maximale de travail sur le conduit aller : 160ºC. Température maximale de travail sur le conduit retour : 120ºC. Température maximale de travail de la vanne de sécurité : 160ºC. Pression maximale admissible : 10bars. Tarage de la vanne de sécurité : 6bars. Plage de températures des thermomètres : 0-120ºC. Plage d indication de débit : 2-14l/min. Échelle du manomètre : 0-10bar. Densité du polypropylène expansé : 50gr/l.

9 Composants et fonctions 1: Pompe solaire 2: Vanne de coupure avec antiretour et thermomètres intégrés (sur conduit aller et conduit retour pour éviter les flux inverses). 3: Ensemble de sécurité composé par: a-vanne de sécurité solaire tarée à 6bars. b-manomètre (0-10bars). c-connexion pour vase d expansion. 4: Débitmètre et régulateur de débit. Cet élément a pour mission d équilibrer le circuit primaire en fonction du nombre de collecteurs, dans la mesure où les collecteurs ont un débit de travail optimal (approx. 1 litre/min et m 2 de collecteur) 5: Chambre de purge d air. Deux purgeurs automatiques sont installés sur les collecteurs, mais ils doivent être fermés afin d éviter que quand la température dépasse les 100ºC la vapeur ne sorte par le purgeur et que l installation ne se vide. 3.Ensemble de sécurité 6.Robinets de remplissage/vidange. 2.Vanne de coupure avec antiretour 1.Pompe solaire 5.Chambre de purge d air. 6.Robinets de remplissage/vidange. 4.Débitmètre et régulateur de débit. 7.Coquille isolante Pour évacuer l air dans une zone accessible, une chambre de purge est prévue. Le fluide chargé d air passe par le tube intérieur et à la détente les bulles se séparent et s accumulent en haut de la chambre. La chambre est dotée d un purgeur manuel pour évacuer l air qui s y accumule périodiquement. 6: Robinets de remplissage/vidange. 7: Coquille isolante en Polypropylène Expansé (EPP).

10 Composants pour systèmes solaires CARACTÉRISTIQUES HYDRAULIQUES [m] 6,4 Tête 6 5,6 5,2 4,8 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 eco max 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 [l/s] DIMENSIONES Hauteur de l ensemble : 455mm. Largeur de l ensemble : 235mm. Connexions: 3/4 H. Écart entre lignes : 95mm. INSTALLATION ET MISE EN MARCHA Connexion des tuyauteries Pour ne pas endommager la coquille en EPP, les unions au Groupe Hydraulique doivent être réalisées avec les raccords correspondants avant de le fixer. Fixation du Groupe Hydraulique sur le mur 140 Réaliser les perçages au mur pour les chevilles aux distances indiquées. 2. Placer la plaque de montage dans la position indiquée et introduire les vis dans les trous. Nota : S assurer que les éléments visibles coïncident avec les ouvertures sur le couvercle du groupe hydraulique.

11 Remplissage de l installation 1. Ouvrir les purgeurs automatiques situés sur les collecteurs solaires.. 2. Annuler les antiretours des clapets à bille en tournant la manette de 45º. 3. Remplir l installation avec le mélange eau/glycol à partir du robinet de remplissage le plus bas du circuit à l aide d une pompe. En l absence de robinet autre que ceux intégrés dans le Groupe Hydraulique, utiliser celui du débitmètre. 4. Fermer les vannes des purgeurs automatiques d air. Nota : il convient de laisser la pompe en marche pendant au moins h pour compléter la purge avant d isoler les purgeurs. Régulation de débit 1. Vérifier le débit nominal recommandé par le fabricant des panneaux (valeur approximative de 1 l/min et m 2 ) et calculer le débit nécessaire pour l installation. 2.Ouvrir à fond toutes les vannes du circuit. 3. Mettre en marche la pompe à la vitesse 1 et voir si le débit indiqué sur le débitmètre est supérieur ou inférieur à celui nécessaire : a. S il est inférieur à, augmenter la vitesse et revérifier (étape 3). b. S il est supérieur à, calibrer le débit depuis le régulateur à l aide d un tournevis. Ajuster le passage jusqu à ce que le débitmètre indique le débit nécessaire.

12 Composants pour systèmes solaires PURGEUR AUTOMATIQUE SOLAIRE Description Les purgeurs automatiques ont pour fonction d évacuer l air du circuit solaire lors des opérations de remplissage et maintenance. Dans les installations solaires, les purgeurs automatiques doivent toujours comporter une vanne de coupure sur le devant pour les isoler une fois réalisé le remplissage de l installation. Ceci permet d éviter que le fluide du circuit soit évacué par le purgeur automatique si la température le porte à son point d évaporation. Installation et mise en marche Les purgeurs doivent être installés au point le plus haut de l installation (généralement la sortie des collecteurs solaires) et toujours en position verticale. Une fois le remplissage et la purge de l installation réalisés, fermer la vanne de coupure installée devant le purgeur. Purgeur avec clapet à bille Caractéristiques techniques Température de travail maxi. : 150ºC. Fluide : mélange eau-glycol 50%. Pression de travail maxi. : 6 bar. Connexion: 3/8 M. Connexions de la vanne de coupure : 3/8 H-3/8 M Capteurs SÉPARATEUR D AIR Description Comme son nom l indique, cet élément aide à séparer l air contenu dans le circuit à l aide d un volume d expansion et d une grille logée à l intérieur. Cet air peut être évacué du système en installant un purgeur automatique dans le haut ou au moyen d un purgeur manuel. Caractéristiques techniques Température de travail maxi. : 150ºC. Fluide : mélange eau-glycol 50%. Pression de travail maxi. : 6 bar. Connexion supérieure : 3/8 H. Accessoires de raccord au tube de Ø22mm.

13 Installation Les séparateurs d air se montent sur les lignes horizontales de la tuyauterie et à l horizontale afin que l air s accumule dans la partie supérieure. Le séparateur comprend également des accessoires pour sa fixation au mur. Ballon Purgeur avec séparateur d air VANNES DE SÉCURITÉ Description Les vannes de sécurité solaires à membrane solaire ont pour fonction de limiter la pression du circuit primaire des systèmes solaires thermiques. Elles incorporent aussi une manette de manœuvre pour une vidange manuelle. Caractéristiques techniques Température de travail maxi. : 160ºC. Fluide : mélange eau-glycol 50%. Connexions: H- H. Joint et membrane en éthylène-propylène. Corps de vanne en laiton spécial étampé conforme à EN Ressort avec traitement antioxydant. Pressions de tarage : 3, 4, 6, 8, 10 bar. Homologation pour vannes de sécurité solaires : TÜV SV SOL 50 p. Installation Les vannes de sécurité doivent être installées en position verticale ou horizontale, et jamais à l envers (avec la manette vers le bas). De plus, il ne faut pas installer d éléments qui isolent la vanne du reste du système. Il convient aussi de prévoir un dispositif de collecte de fluide à la sortie pour éviter que le mélange eau-antigel soit évacué sans contrôle. Raccord Resort Manette Joint de fermeture Membrane Corps de vanne

14 Composants pour systèmes solaires VANNES DE ZONE Description Les vannes de zone solaires motorisées sont conçues pour fonctionner comme des régulateurs tout ou rien et comme des vannes de dérivation de débit sur les circuits primaires de systèmes solaires thermiques. Les vannes à deux voies sont des modèles normalement fermés en A (sans tension) ; en appliquant de la tension au moteur, la vanne s ouvre et le microrupteur (s il existe) se ferme. Les vannes à trois voies sont des vannes de dérivation, avec entrée par AB et sortie par A et B, avec la voie A normalement fermée (sans tension). En appliquant de la tension au moteur, la voie A s ouvre et la voie B se ferme, ainsi que le microrupteur (s il existe). A B A B AB Il existe aussi des modèles démontables qui permettent de réaliser la connexion hydraulique de la partie vanne sans que la partie motorisée est besoin d être montée. De même, quand l installation est en marche, la partie motorisée peut être remplacée sans qu il soit nécessaire de vidanger l installation ni d agir dessus. Caractéristiques techniques Température minimale du fluide : -20ºC. Température maximale du fluide : 160ºC. Fluide : mélange eau-glycol 50% Température ambiante maxi. : 50ºC Pression statique maxi. : 10 bar. Pression différentielle maxi. : 2 voies 3 voies DN 15 (1/2 ) 1,4 bar 1,4 bar Temps d ouverture : 12 s. Temps de fermeture : 5 s. Tension d alimentation : 230V (disponible aussi 24V). Consommation : 6 W. Longueur du câble : 60 cm (autres dimensions disponibles sur commande). Conformité aux Directives Européennes 89/336/EEC et 73/23/EEC. DN 20 (3/4 ) 0,6 bar 0,7 bar DN 25 (1 ) 0,4 bar 0,6 bar

15 Caractéristiques hydrauliques Modèle non démontable. Modèle démontable Pression différentielle mm Débit l/h 2 voies 1/2 3 voies 1/2 2 voies 3/4 3 voies 3/4 2 voies 1 3 voies Installation et mise en marche La partie motorisée ne doit jamais se trouver en dessous de la partie vanne, afin que d éventuels condensats dans les tuyaux de connexion ne pénètrent à l intérieur du moteur. Les câbles bleu et marron sont ceux qui alimentent le moteur. Les câbles gris et orange sont ceux du microrupteur (sur les modèles qui en ont un). Sans microrupteur Avec microrupteur Bleu Marron A/V Moteur Bleu Marron Gris Organe A/V Moteur Micro N.A.

16 Composants pour systèmes solaires Mise en service Avant le remplissage de l installation, la commande manuelle de la vanne doit être placée en position MAN (manuelle). Une fois le remplissage réalisé, et pendant le fonctionnement normal de la vanne, la placer en position AUTO (automatique). Sur les modèles démontables, le passage de la position manuelle à la position automatique s effectue automatiquement à la mise en marche de l installation électrique. En cas de défaut d alimentation électrique, ainsi que pendant les opérations de remplissage, purge ou vidange de l installation, la vanne peut travailler en position manuelle (MAN), ce qui donne le résultat suivant : les vannes à deux voies restent ouvertes. les vannes à trois voies dérivent le débit qui entre par AB aussi bien par A que par B. Auto Man Circuit solaire centralisé Vanne de zone Ballon de stockage solaire individuel B A Mitigeur thermostatique Vanne de zone Ballon de stockage solaire individuel B A Mitigeur thermostatique

17 GROUPE DE SÉCURITÉ Description Les groupes de sécurité sont des composants pour installations d eau chaude sanitaire qui assurent la protection des ballons d eau chaude. Les modèles pour installations solaires sont spécifiquement conçus pour être utilisés avec des systèmes thermosiphons dans lesquels le ballon, et donc le groupe de sécurité, sont installés à l extérieur. Clapet antiretour Connexion au ballon Entrée d eau froide Orifice de contrôle DN20 Robinet d iso lement Vanne de sécurité et de vidange manuelle Orifice de vidange et décharge Les groupes de sécurité sont constitués de différents composants qui exercent les fonctions suivantes : Fonction de sécurité : pour éviter que la pression de l eau contenue dans les ballons n atteigne des valeurs dangereuses. Fonction antipollution : pour éviter le retour d eau chaude au réseau d alimentation en eau froide et la pollution de l eau contenue dans le chauffe-eau par l eau de décharge. Fonction d isolement : pour isoler le réseau d alimentation et permettre l entretien et le contrôle du ballon et de l installation. Caractéristiques techniques Corps en laiton spécial étampé Cu Zn 40 Pb2, EN Joint de fermeture de la vanne de sécurité en EPDM. Clapet antiretour en PPS. Matière de l axe de la vanne de sécurité : acier inoxydable. Éléments extérieurs résistants au rayonnement UV. Pression nominale de régulation de la vanne de sécurité : 7 bar. Pression de fermeture de la vanne de sécurité : Eau froide : 6,3 bar. Vapeur : 5,25 bar. Pression d ouverture du clapet antiretour : < 0,2 bar. Pression d étanchéité du clapet antiretour : > 0,03 bar. Les groupes de sécurité sont certifiés selon la Norme Européenne EN 1487 par les Instituts CSTB et BELGAQUA. Ballon du système thermosiphon Raccord isolant diélectrique Groupe de sécurité DN20 NF EN 1487 Entrée d eau froide

18 Composants pour systèmes solaires VANNES DE MÉLANGE THERMOSTATIQUES Description Les vannes de mélange thermostatiques se montent sur les installations solaires à la sortie du ballon solaire. Le principal objectif de ces vannes est d éviter tout risque de brûlure à l usager final quand la température dans le ballon dépasse la température maximale recommandée pour un usage sanitaire (dans les ballons solaires, l eau peut atteindre des températures supérieures à 80ºC). Il existe des modèles solaires spécifiques pour les systèmes où il existe un risque que la température du ballon dépasse les 90ºC (systèmes sans limitation de température dans le ballon). Caractéristiques techniques Modèle standard Modèle solaire Modèle solaire haute temp. Température consignée d usine 41ºC 47,5 ºC 63 ºC Plage de température à la sorti 35 ºC 50ºC 40ºC 50 ºC 50ºC 70 ºC Température de l eau chaude d entré 95 ºC máx ºC ºC Température de l eau froide d entrée 5-25 ºC 5-30 ºC 5-30 ºC Écart de température minimum pour le mélange 10 ºC 15 ºC 15 ºC Stabilité de température (nominale) ± 3 ºC ± 3 ºC ± 3 ºC Pression statique de travail 10 bar 10 bar 10 bar Installation et réglage de température Introduire les antiretours aux deux entrées de la vanne (pour les références où ils sont fournis). Respecter la direction de flux indiquée. S assurer que les tuyaux d eau froide et chaude sont installés aux entrées correspondantes : H ou point rouge pour l entrée d eau chaude et C ou point bleu pour l entrée d eau froide. Installer les filtres fournis aux connexions des entrées à la tuyauterie (pour les références avec filtres). Une fois la vanne en place, la température de sortie doit être réglée. Les vannes de mélange possèdent une clé spécifique pour éviter toute manipulation non désirée. 1. Déposer le couvercle. 2. Régler la température en tournant la cartouche de la vanne avec la clé spéciale fournie. Tourner dans le sens des aiguilles d une montre pour diminuer la température et dans le sens contraire pour l augmenter. 3. Après avoir obtenu la température de sortie recherchée, réaliser trois puisages d eau chaude et froide alternativement. Le piston va se déplacer sur tout son parcours et son fonctionnement correct peut ainsi être vérifié. 4. Replacer le couvercle.

19 RÉGULATION Pour qu un système à circulation forcée travaille de façon optimale, une utilisation correcte de la régulation est indispensable. Systèmes à deux entrées et un contact de sortie de type relais Sur les installations simples, avec apport solaire d eau chaude sanitaire et échangeur unique, il existe deux fonctions principales. 1. Mise en marche et arrêt par T entre collecteurs et ballon. Un écart de température est déterminé (valeur la plus courante: 7ºC) pour que la pompe commence à fonctionner et un autre (2ºC) pour qu elle s arrête. 2. Limitation de température dans le ballon. Bien que la température de consigne puisse être d environ 60ºC, les jours de fort rayonnement il est préférable d augmenter la température de l eau du ballon pour éviter un échauffement excessif des panneaux. Régulateur Capteurs Ballon Systèmes avec deux sorties relais Pour les installations plus complexes qui demandent l intervention de plusieurs pompes ou vannes motorisées, le système de régulation utilisé comportera plus de sorties relais. Les fonctions les plus courantes sont : a) activer une vanne de zone pour dériver le débit dès que la température voulue est atteinte dans le ballon ; Capteurs b) dériver le débit au second échangeur dans le cas des ballons à double serpentin afin d améliorer la stratification ou avec deux ballons ; c) agir sur deux pompes dans le cas d installations avec échangeur externe. Capteurs Régulateur Régulateur Ballon Ballon

20 Orkli Italia SRL Cassina Plaza Scala 3 Via Roma 108 I Cassina de Pecchi (MI) Tel.: Fax: rpiccardi@mccit.com Orkli, S. Coop. Ctra. Zaldibia, s/n E Ordizia (Gipuzkoa) Tel.: Tel. int.: Fax: solarorkli@orkli.es