IceSol -Système de chauffage avec pompe à chaleur solaire et stock à changement de phase

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1 IceSol -Système de chauffage avec pompe à chaleur solaire et stock à changement de phase Energie Solaire SA Version ENERGIE SOLAIRE SA 1/29

2 Energie Solaire SA: Fondée en 1973 en Suisse, Energie Solaire S.A. est fière de ses 40 années d expérience dans le domaine de l énergie solaire thermique. La société produit des panneaux solaires exclusivement en Suisse. Un autre domaine d activités important de la société est la fabrication et commercialisation de panneaux climatiques pour le rafraîchissement et le chauffage de bâtiments. Fondation : 1973 (depuis 1987 à Sierre) Nombre de collaborateurs: 29 Capacités de production:env m 2 Version ENERGIE SOLAIRE SA 2/29

3 Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages Version ENERGIE SOLAIRE SA 3/29

4 L idée Soleil Air Terre Eau/ Glace ICESOL chauffage et eau chaude sanitaire Version ENERGIE SOLAIRE SA 4/29

5 IceSol c est o Un champ de capteurs solaires largement dimensionné, pour un maximum d apports solaires. o Le couplage des capteurs solaires, par faible ensoleillement, à un stock à changement de phase (eau/glace), le tout servant de source d énergie de la pompe à chaleur. o L utilisation optimale des apports solaires, également à des températures très basses. o 70 à 80% de l énergie est fournie par les panneaux solaires. o Un système développé e.a. en collaboration avec l Institut Solaire Suisse SPF et dans le cadre de la Tâche 44 de l Agence Internationale de l Energie. o Des références de taille conséquente prouvant la performance et la rentabilité de ce système de chauffage novateur. Version ENERGIE SOLAIRE SA 5/29

6 Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages Version ENERGIE SOLAIRE SA 6/29

7 Le concept Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version ENERGIE SOLAIRE SA 7/29

8 Le concept variante incluant la récupération de chaleur sur la ventilation simple flux Ventilation Simple flux Capteurs solaires Stockage Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Version ENERGIE SOLAIRE SA 8/29

9 Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages «Aussitôt qu'on nous montrequelque chose d ancien dans une innovation, nous sommes apaisés.» Friedrich Nietzsche Version ENERGIE SOLAIRE SA 9/29

10 Composants clés: capteurs solaires sélectifs non vitrés Capteurs solaires modulaires utilisés comme revêtement de toitures, façades, Toiture Solaire AS Capteur solaire AS Façade solaire Version ENERGIE SOLAIRE SA 10/29

11 Rendement ICESOL PAC solaire avec stock à changement de phase Composants clés: Capteurs sélectifs non-vitrés Capteur solaire thermique DOUBLE FONCTION Capteur sélectif non-vitré AS Capteur plan vitré X=(Tm-Ta)/I Echangeur de chaleur sur l air ambiant Apports dépendants de: - convection (vent) - condensation sur les capteurs - pluie Apports typiques: 150 W/m² Les capteurs peuvent être utilisés comme source de chaleur pour la pompe à chaleur, même la nuit sans rayonnement solaire. Version ENERGIE SOLAIRE SA 11/29

12 Composants clés: Stock à changement de phase eau/glace Le stock de glace est utilisé comme stock de chaleur primaire pour la pompe à chaleur lorsque les capteurs solaires ne fournissent pas de chaleur à une température suffisamment haute. Le stock d'eau / glace stocke une grande quantité d'énergie de manière compacte et sans pertes. Version ENERGIE SOLAIRE SA 12/29

13 Composants clés: Stock à changement de phase eau/glace Utilisation de chaleur latente: La température reste constamment à 0 C lors du changement d'eau en glace car c'est la chaleur latente qui est rendue (changement de phase). Le volume du stock de glace est dimensionné de manière à toujours présenter une source de chaleur primaire à min 0 C à l entrée de l évaporateur de la PAC. On maintient ainsi un COP élevé même par conditions météorologiques défavorables. Chaleur latente / énergie de cristallisation Température sortie stock de glace [ C] Version ENERGIE SOLAIRE SA 13/29 COP [-] Energie disponible [kwh/m3] W35 W55 Plage de température évaporateur PAC Température entrée évaporateur [ C] Plage de température évaporateur PAC

14 Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages Version ENERGIE SOLAIRE SA 14/29

15 Principe de fonctionnement: utilisation solaire directe Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version ENERGIE SOLAIRE SA 15/29

16 Principe de fonctionnement: utilisation solaire indirecte Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version ENERGIE SOLAIRE SA 16/29

17 Principe de fonctionnement: utilisation de chaleur latente Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version ENERGIE SOLAIRE SA 17/29

18 Principe de fonctionnement: solaire indirect & secours Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version ENERGIE SOLAIRE SA 18/29

19 Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages Version ENERGIE SOLAIRE SA 19/29

20 Exemple «La Cigale» o La plus grande rénovation Minergie-P (273 logements, SRE m 2 ) en Suisse o m 2 de toiture solaire thermique = plus grand champ de capteurs en Suisse o 80% d économies d énergies par rapport à l état antérieur. o 80% des nouveaux besoins thermiques couverts par l énergie solaire. o to d économie par an de CO 2 o Prix Cantonal Genevois du développement durable 2014 o Prix solaire Suisse 2014 o Plus d info sous : Version ENERGIE SOLAIRE SA 20/29

21 Exemple «La Cigale» Version ENERGIE SOLAIRE SA 21/29

22 Exemple «La Cigale» Comparaison entre IceSol et autres systèmes de chauffage Efficacité énergétique Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Scénario 5 Scénario 6 PAC Géo Gaz PAC Toiture Stock Bois PAC GLN Th Th AS Th Th Th IceSol Efficacité chauffage Efficacité ECS Couverture EnR ECS Consommation énergétique primaire (Indice Minergie ) Coût d'investissement et d'exploitation Investissement total CHF Subventions CHF Coût annuel amortissement et exploitation CHF/an Coût annuel pour l'énergie CHF/an Coût annuel total CHF/an Compatibilité avec variantes enveloppe Compatibilité avec variante A (SIA380/1) Oui Oui Oui - Oui Oui Compatibilité avec variante B (Minergie-Audit) Oui Oui Oui - Oui Oui Compatibilité avec variante C (Minergie-P) Oui Non Oui - Non Oui Version ENERGIE SOLAIRE SA 22/29

23 Exemple «La Cigale» Consommation d'énergie pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire (kwh/an) 395' '053 Besoins de chauffage selon bilan Minergie Besoins d'eau chaude sanitaire selon bilan Minergie o Besoins de chauffage: o Besoins d'eau chaude sanitaire, rapportés à la SRE: 13.2 kwh/m2.an 20.8 kwh/m2.an Consommations selon le bilan Minergie-P du bâtiment Rue du Vidollet 31 à 45 et du bâtiment Rue Vermont 23 à 31 Version ENERGIE SOLAIRE SA 23/29

24 Exemple «La Cigale» Consommation d'énergie pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire (kwh/an) 2% 17% 29% Apport d'énergie solaire direct Apport d'énergie solaire indirect 52% Electricité (PACs, groupes hydrauliques et régulation) Consommation de gaz o Coefficient de performance annuel du système de chauffage IceSol (SPF): 5.2 consommation gaz calculée avec COP = 1.0 o Coefficient de performance annuel attendu sur base de la consommation réelle (supérieure à celle du Justificatif MINERGIE-P) : 4.0 Version ENERGIE SOLAIRE SA 24/29

25 Exemple «La Cigale» Bâtiment Vidollet: bilan mensuel de la production et consommation de chaleur Version ENERGIE SOLAIRE SA 25/29

26 Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages Version ENERGIE SOLAIRE SA 26/29

27 Les avantages Un concept innovant, mais réunissant des composants conventionnels & éprouvés (PAC saumure/eau, panneaux solaires, stock de glace, ) Exploitation maximale de l énergie solaire thermique, également dans la plage de basse température (<-20 C) habituellement non utilisable. Exploitation de rejets de chaleur basse température (0 à 20 C) en complément des capteurs solaires thermiques: eaux usées, eaux grises, rejets de chaleur industrielle, récupération sur ventilation simple flux, etc. COP annuel élevé: 4,0 à 5,0. Bonne rentabilité et faibles coûts d'entretien. Utilisation de la pompe à chaleur presque uniquement lors de la période de chauffage. Version ENERGIE SOLAIRE SA 27/29

28 Les avantages Haute réduction des émissions de CO 2, réduction des taxes CO2 et contribution à une meilleure protection de l environnement. Solution intéressante lorsque la pose d une PAC géothermique est impossible: zone urbaine (manque de place), zones à interdiction de forages, sol non propice, etc. Pas besoin d autorisations contrairement aux PAC à sondes géothermiques. Pas de forage de sondes qui retardent parfois fortement le déroulement du gros oeuvre. Silencieux, contrairement aux pompes à chaleur air / eau. Version ENERGIE SOLAIRE SA 28/29

29 Merci pour votre attention ENERGIE SOLAIRE SA Bernard Thissen Rue des Sablons 8 CH-3960 SIERRE T: Version ENERGIE SOLAIRE SA 29/29