Chauffe-eau solaire Solar water-heater Sonnenboiler Ne peuvent se prévaloir du présent Avis Technique que les productions qui, d'une part, font l'objet d'un suivi annuel des conditions de leur fabrication et des contrôle associés, et d'autre part, sont équipés de capteurs solaires bénéficiant d'un Certificat CSTBat dont la liste à jour est consultable sur Internet à l adresse : www.cstb.fr rubrique : Produits de la Construction Certification Procédés solaires Avis Technique 14/06-1051 Chauffe-eau solaires à circulation forcée aurotherm Série VTK kits solaires 9 à 16 Titulaire : Joh. Vaillant GmbH & Co Berghauser Straße 40 D - 42859 REMSCHEID Tél : + 49 2191.180 Internet : www.vaillant.de www.vaillant.fr E-mail : info@vaillant.de 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 8 novembre 2006 Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, F-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Fax : 01 60 05 70 37 - Internet : www.cstb.fr 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 (http://www.cstb.fr) CSTB 2006
Le Groupe Spécialisé n 14 "Installations de Génie Climatique et Installations Sanitaires" de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné, le 28 juin 2005, les procédés de chauffe-eau solaires aurotherm Série VTK présentés par la société JOH.VAILLANT GMBH & CO, Berghauser Straße 40, D-42859 REMSCHEID. Il a formulé, concernant ce procédé, l'avis Technique ci-après. Cet Avis ne vaut que pour les procédés qui, d'une part font l'objet, d'un suivi annuel des conditions de leur fabrication et des contrôle associés, et d'autre part, sont équipés de capteurs solaires bénéficiant d'un Certificat CSTBat attaché à l'avis Technique relatif à ces capteurs, délivré par le CSTB. 1. Définition succincte 1.1 Description succincte Les chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" sont des équipements individuels destinés à la préparation d'eau chaude sanitaire utilisant en priorité l'énergie solaire. Ils forment des ensembles comprenant : un ou plusieurs capteurs solaires de type aurotherm exclusiv VTK 550 ou 275 objets de l Avis Technique 14/04-859*02 Ext, extension commerciale à l Avis Technique 14/04-859 relatif aux capteurs équipés de tubes sous vide SCHOTT ETC 16 ou 8 fabriqués par la société SCHOTT Rohrglas GmbH, un préparateur solaire constitué d'un réservoir de stockage de l'eau chaude sanitaire équipé dans sa partie inférieure d'un échangeur hydraulique relié au circuit capteurs solaires, et équipé dans sa partie supérieure d'un second échangeur hydraulique relié à une source d'appoint thermique et / ou d'une résistance d'appoint électrique, une pompe de circulation constituant avec les capteurs et l'échangeur solaire le circuit primaire du procédé permettant le transfert du fluide chauffé dans les capteurs solaires vers l'échangeur solaire du préparateur, un système de régulation gérant les fonctions chauffage par l'énergie solaire et par l'appoint de l'eau chaude sanitaire. Les capteurs solaires peuvent être installés de manière dite "indépendante sur supports" au sol, sur une paroi verticale, sur toituresterrasses ou toitures inclinées. Caractéristiques générales (cf. tableau 1). 1.2 Identification Le fabricant appose sur chaque appareil un marquage indélébile permanent comprenant les informations telles que définies au paragraphe 2.322 ci-après. Chaque colisage est accompagné d'une notice de montage, de mise en œuvre et d'entretien. 2. AVIS 2.1 Domaine d'emploi accepté Procédé destiné à la réalisation d'installations individuelles de production d'eau chaude sanitaire. Utilisation en France métropolitaine. L'implantation des capteurs sera conforme au domaine d'emploi accepté de l'avis Technique 14/04-859. 2.2 Appréciation sur le procédé 2.21 Satisfaction aux lois et règlements en vigueur et aptitude à l'emploi 2.211 Thermique a) Les chauffe-eau solaires individuels "aurotherm Série VTK" permettent de satisfaire au respect des exigences telles que définies dans le règlement en vigueur relatif aux caractéristiques thermiques des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments. b) Limitation de température L'utilisation des chauffe-eau solaires individuels "aurotherm Série VTK" ne fait pas obstacle au respect des dispositions de l'article 36 de l'arrêté interministériel du 23 juin 1978 modifié. A cet effet un dispositif de réglage de la température de l'eau distribuée aux points de puisage doit être à la disposition de l'utilisateur. 2.212 Sécurité électrique Le marquage CE apposé sur les équipements électriques (ballon de stockage incluant l'appoint électrique, circulateur, dispositif de régulation et de gestion) utilisés pour la confection des chauffe-eau solaires atteste de la conformité de ces équipements à la directive Européenne n 93/68/CEE du 22 juillet 1993, dite "directive basse tension". 2.22 Aptitude à l'emploi Stabilité La tenue mécanique des vitrages et le maintien en place des capteurs solaires "aurotherm exclusiv VTK 550 ou 275", eu égard aux charges climatiques (vent et neige), peuvent être considérés comme normalement assurés (cf. Avis Technique 14/04-859*02 Ext). Le maintien en place des cuves de stockage d eau chaude peut être considéré comme normalement assuré compte tenu de la conception des supports et de l expérience acquise en ce domaine. Sécurité feu Dans le cas d'ensemble de chauffe-eau équipés de capteurs solaires dont la plus grande dimension est supérieure à 4 m et couvrant plus de 50 % de la surface de la toiture, les valeurs des caractéristiques de la couverture à considérer pour la protection des bâtiments contre l'incendie sont : indice : i = 3 classe : capteur sur plan horizontal (terrasse) : sans objet, autres implantations : T5 Dans les autres cas, les caractéristiques à considérer sont les caractéristiques propres de la couverture. Projection de fluide surchauffé La réglementation relative aux appareils à vapeur (décret du 02 avril 1926) n'est pas applicable, la conception du chauffe-eau étant de nature à éviter la vaporisation d'eau sanitaire. Matériaux en contact avec des eaux destinées à l'alimentation humaine Les matériaux constitutifs de la cuve du préparateur d'eau chaude sanitaire sont inertes vis-à-vis de l'eau sanitaire. Les autres matériaux constitutifs du chauffe-eau n'appellent pas de remarques particulières. Le procédé permet de satisfaire au Règlement Sanitaire Départemental type. Résistance à la pression La résistance à la pression est normalement assurée, dès lors que la pression maximale de service est limitée à celle indiquée au tableau 1 du Dossier Technique établi par le demandeur. Raccordements hydrauliques Les accessoires hydrauliques et de sécurité pour le raccordement au circuit de distribution d'eau sanitaire ne font pas partie de la fourniture. Autres informations utiles Résistance aux chocs thermiques des capteurs solaires auro- THERM exclusiv VTK 550 ou 275 : cf. Avis Techniques 14/04-859 et 14/04-859*02 Ext. Performances thermiques des capteurs solaires aurotherm exclusiv VTK 550 ou 275 : cf. Avis Techniques 14/04-859 et 14/04-859*02 Ext. 2.23 Durabilité - Entretien La nature, la compatibilité et la disposition des constituants du chauffeeau ainsi que les dispositions prévues pour le traitement des conden- 2 14/06-1051
sats permettent de préjuger favorablement de la durabilité du procédé dans le domaine d'emploi accepté. L entretien des chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" ne pose pas de difficultés particulières dès lors que les préconisations définies au Dossier Technique et dans la notice d'installation établis par le demandeur, complétées par le Cahier des Prescriptions Techniques, sont respectées. 2.24 Fabrication et contrôle La fabrication des chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" fait l'objet d'un autocontrôle systématique régulièrement surveillé (annuellement) par le CSTB, permettant d'assurer une constance convenable de la qualité. De plus, le fabricant se prévalant du présent Avis Technique doit être en mesure d'apporter la preuve que les capteurs solaires équipant les chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" font l'objet d'une certification CSTBat délivrée par le CSTB attestant la régularité et le résultat satisfaisant de l'autocontrôle relatif à la fabrication de ces capteurs solaires, complété par les essais et vérifications effectuées par le CSTB sur des capteurs solaires prélevés en cours d'audit. Les capteurs solaires certifiés sont identifiables par la présence sur les produits et leur emballage du logo CSTBat suivi du numéro de certificat. 2.25 Mise en œuvre La mise en œuvre des chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" relève nécessairement d'entreprises ayant les compétences requises en génie climatique, en plomberie et en couverture. L installation des chauffe-eau est réalisée et contrôlée et le service après-vente est assuré par les installateurs avertis des particularités du procédé, ayant reçu une formation à ces techniques de pose, et opérant avec l assistance technique de la société VAILLANT. Les supports et dispositifs de fixation ainsi qu'une notice de mise en œuvre font partie de la livraison. 2.3 Cahier des Prescriptions Techniques 2.31 Prescriptions communes Les prescriptions à caractère général relatives aux capteurs solaires équipant les chauffe-eau solaires individuels ainsi qu'à leur mise en œuvre sont définies dans les Avis Techniques les concernant. Les travaux de plomberie tant pour la réalisation du réseau primaire incluant les capteurs, la pompe de circulation et l'échangeur solaire du préparateur que le raccordement du préparateur solaire au réseau d'alimentation en eau froide et au réseau de distribution d'eau chaude sanitaire seront exécutés en respectant les préconisations définies dans les normes : NF P 41-221 (DTU 60.5) (septembre 1987, mai 1993, janvier 1999, octobre 2000) : Canalisations en cuivre - Distribution d'eau froide et d'eau chaude sanitaire, évacuation d'eaux usées, d'eaux pluviales, installations de génie climatique - Cahier des clauses techniques + Amendements A1, A2. NF P40-201 (DTU 60.1) (mai 1993, janvier 1999, octobre 2000) : Plomberie sanitaire pour bâtiments à usage d'habitation - Cahier des charges + Amendements A1, A2. NF P40-201/ADD1 (DTU 60.1) (juillet 1969) : Plomberie sanitaire pour bâtiments à usage d'habitation - Mise en œuvre des canalisations traversées des planchers, murs et cloisons - Additif 1. NF P40-201/ADD4 (DTU 60.1/ADD4) (février 1977) : Plomberie sanitaire pour bâtiments à usage d'habitation - Installations de distribution d'eau en tubes d'acier à l'intérieur des bâtiments - Additif 4. NF P40-201/ADD4/CCS (DTU 60.1/ADD4/CCS) (février 1977) : Plomberie sanitaire pour bâtiments à usage d'habitation - Cahier des clauses spéciales de l'additif 4. NF P40-201/ADD4/MEM (DTU 60.1/ADD4/MEM) : Plomberie sanitaire pour bâtiments à usage d'habitation - Mémento de l'additif 4. 2.32 Prescriptions techniques particulières 2.321 Conditions de fabrication et de contrôle Le fabricant est tenu d'exercer sur sa fabrication et sur les produits faisant l'objet d'une sous-traitance un autocontrôle permanent. Ce contrôle porte notamment sur la tenue de chaque cuve du préparateur solaire et de chaque absorbeur des capteurs solaires à une pression minimale d'essai égale à 1,5 fois la pression de service déclarée pour chacun de ces composants par le fabricant. 2.322 Marquage Le fabricant est tenu d'apposer à minima : sur chaque préparateur un marquage indélébile permanent comprenant : - les coordonnées du fabricant, - le nom commercial de l'appareil, - la superficie d entrée de capteur, A (m 2 ), - le volume du réservoir de stockage, V (litres), - le volume chauffé par l'appoint (l) - le numéro d'avis Technique, - la pression maximale de service (bars), - la date de fabrication, - le numéro de série. Sur chaque capteur équipant les chauffe-eau : - le nom et l'adresse du fabricant, - la marque commerciale du capteur, - la marque CSTBat suivie du numéro de Certificat rappelant le repère de l'usine productrice, - le numéro d'avis Technique, - les caractéristiques certifiées : surface d'entrée du capteur, (m²), performance thermique déterminée selon les modalités de la norme NF EN 12975-2 et exprimée par la valeur des coefficients ŋ 0, a1 et a2 rapportés au m² de la superficie d'entrée, - les mentions suivantes : température de stagnation du capteur, pression maximale de service exprimée en bar, date de fabrication, numéro de série. 2.323 Mise en œuvre Capteurs solaires L installation des capteurs solaires doit être réalisée à l aide des supports fournis par le fabricant ou répondant aux spécifications du fabricant du chauffe-eau telles que définies dans l'avis Technique du capteur, dans le Dossier Technique et dans la notice d installation fournie avec les chauffe-eau lors de leur livraison. Circuit primaire solaire Les liaisons en matériaux synthétiques ou en acier galvanisé sont interdites. Préparateur solaire Le préparateur solaire et ses accessoires doivent être installés dans des locaux à l'abri des intempéries et hors gel. En complément des prescriptions définies dans le Dossier Technique et dans la notice d installation du chauffe-eau, l installateur ou le bureau d étude devra réaliser une étude de dimensionnement de l installation tenant compte, notamment, des points suivants : s assurer de l accessibilité du local où est installé le préparateur solaire afin de faciliter d une part les opérations d installation, et d autre part permettre les opérations de vérifications et de maintenance ultérieurement à cette installation, vérifier que la surcharge occasionnée par l installation de ce préparateur n est pas de nature à affaiblir la stabilité des ouvrages porteurs. L installateur devra, le cas échéant, procéder au renforcement de la structure porteuse avant mise en place du ballon de stockage sur son support, prévoir des pénétrations dans la toiture des canalisations de liaisons entre capteurs et ballon de stockage qui soient réalisées à l aide d éléments de type chatières ou passe-barre. Ces pénétrations sont réservées exclusivement au passage de ces canalisations. En aucun cas elles ne peuvent être utilisées pour le passage de câbles électriques ou autres (télévision, téléphone, ). 14/06-1051 3
Installation électrique L'installation électrique doit être réalisée conformément aux prescriptions de la norme NF C 15-100. Le circuit électrique alimentant les composants électriques du chauffeeau doit être protégé par un dispositif à courant différentiel résiduel haute sensibilité 30 ma maxi. Fluide caloporteur La marque commerciale du fluide caloporteur utilisé dans le circuit primaire du chauffe-eau solaire doit figurer de manière lisible et indélébile sur l'installation de telle façon qu'elle ne puisse être soustraite à la vue des occupants. Protection anodique Dans le cas où une anode à courant imposé est mise en œuvre, son alimentation doit être réalisée de manière à éviter sa déconnexion accidentelle. Un branchement par l'intermédiaire d'une prise débrochable manuellement est de ce fait proscrit. De plus, un système permettant de s'assurer que l'anode est correctement alimentée (voyant) devra être mis en place. Appoint séparé Dans le cas où l'appoint est effectué à l'aide d'un équipement non intégré au chauffe-eau solaire (ballon complémentaire, chaudière ) la canalisation de liaison entre le chauffe-eau et l'organe d'appoint devra être isolée et le volume de cette conduite ne devra pas excéder 3 litres. 2.324 Protection contre les brûlures Afin de se prémunir contre les risques de brûlure et compte tenu de la capacité du système à produire de l'eau chaude sanitaire à une température bien supérieure aux limites autorisées par la réglementation en vigueur, un dispositif permettant de limiter la température de l'eau en sortie du préparateur a une valeur compatible avec les dispositions réglementaires, doit obligatoirement être installé sur le réseau de distribution d'eau chaude sanitaire. Ce dispositif doit faire partie de la fourniture. 2.325 Sécurité sanitaire L'installateur et / ou le fabricant du chauffe-eau solaire doivent être en mesure d'apporter la preuve que le liquide caloporteur utilisé dans le circuit solaire a 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). 2.326 Conditions d'entretien Il doit être effectué un contrôle annuel (de préférence en automne) du fluide caloporteur du circuit primaire afin de vérifier le maintien de ses qualités en termes de protection contre le gel et la corrosion. Si besoin, ce fluide doit être remplacé. Il doit être effectué un contrôle périodique (tous les 2 ans maximum) de l'anode en magnésium constituant la protection du préparateur solaire. Conclusions Appréciation globale Pour les fabrications qui, d'une part font l'objet, d'un suivi annuel des conditions de leur fabrication et des contrôle associés, et d'autre part, sont équipées de capteurs solaires bénéficiant d'un Certificat CSTBat, l'utilisation des chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" dans le domaine d'emploi accepté, complété par le Cahier des Prescriptions Techniques est appréciée favorablement. Validité Jusqu'au 31 octobre 2007 Pour le Groupe Spécialisé n 14 Le Président A. DUIGOU 3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé Dans le cas particulier des chauffe-eau à appoint électrique (appelés aussi électrosolaires), l'attention du lecteur est attirée sur le dimensionnement de la résistance d'appoint électrique. Aussi on veillera à ce que le dimensionnement de cette puissance ne soit pas la cause d'une augmentation conséquente de la puissance souscrite par l'utilisateur et donc de la prime fixe de son contrat d'abonnement. Il est donc recommandé de limiter cette puissance aux valeurs habituellement préconisées pour des chauffe-eau électriques à accumulation couramment installés dans les logements. Dans le cas des chauffe-eau solaires à appoint mixte (électrique et hydraulique), la gestion de ces chauffe-eau doit rendre impossible le fonctionnement simultané des deux appoints. Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n 14 Jean-Pierre DORMEAU 4 14/06-1051
Tableau 1 - Caractéristiques des chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" Modèle 9 S 300) 10 S 300) 11 S 300 E) 12 S 300 E) 13 S 400) 14 S 400) 15 S 400 E) 16 S 400 E) Nombre de capteurs 4 4 4 4 5 5 5 5 Volume du préparateur (litres) Superficie d'entrée de capteur (m 2 ) 275 275 275 275 375 375 375 375 3,22 3,22 3,22 3,22 4,02 4,02 4,02 4,02 Type d'appoint Hydraulique Hydraulique Mixte Mixte Hydraulique Hydraulique Mixte Mixte Pression maximale de service échangeur solaire (bars) Pression maximale de service Eau Chaude Sanitaire (bars) 6 6 6 6 6 6 6 6 10 10 10 10 10 10 10 10 V n (1) (litres) 275 275 275 275 375 375 375 375 V ap (2) Appoint électrique (litres) V ap (2) Appoint hydraulique (litres) - - 130 130 - - 175 175 120 120 120 120 156 156 156 156 V es 40 (3) (litres) (1) V n est le volume d eau nominal mesuré (litres) (2) V ap est le volume d eau comprise entre le point le plus bas des éléments actifs de l appoint (hydraulique et/ou électrique) et le haut du ballon. (3) V es 40 est le volume d eau chaude à 40 C maximale que peut produire quotidiennement l appoint électrique seul (en absence d ensoleillement), après une unique mise en température stabilisée à 65 C du volume chauffé par l'appoint (Vap) et pour une température d'eau froide à 15 C. 14/06-1051 5
Dossier Technique établi par le demandeur A. Description 1. Généralités 1.1 Identification du demandeur Société : Joh. Vaillant GmbH & Co Adresse : Berghauser Straße 40 D-42859 Remscheid Téléphone : 0049.2191.18-20.43 Localisation des usines : Ballon de stockage : NIBE AB, Box 14, S - 28521 Markaryd, Régulation solaire : Vaillant GmbH, Berghauser Str. 40, D 42859 Remscheid 1.2 Dénomination commerciale du procédé L'Avis Technique est demandé pour une gamme de chauffe-eau solaires (CESI) avec capteurs à tubes sous vide "aurotherm exclusiv VTK 550 ou 275". La gamme de CESI, dont la dénomination commerciale est aurotherm Série VTK comporte 8 variantes différentes appelées aurotherm Série VTK kits solaires 9 à 16. 1.3 Domaine d emploi Les CESI "aurotherm Série VTK" sont conçus pour le chauffage indirect d eau chaude sanitaire par un fluide caloporteur pressurisé à circulation forcée, au moyen d un échangeur de type serpentin intégré dans un préparateur solaire. La zone géographique pour laquelle l Avis Technique est demandé est la France métropolitaine. Les capteurs solaires sont destinés à être installés de manière dite "indépendants sur support" sur une toiture-terrasse, sur une toiture inclinée ou au sol. Le ballon peut être installé en cave, grenier ou autre emplacement à l intérieur de la maison. 2. Description des chauffe-eau Les chauffe-eau solaires aurotherm série VTK kits solaires 9 à 16 sont à circulation forcée avec échangeurs intégrés au préparateur solaire et possibilité d appoint hydraulique par échangeur intégré et/ou électrique par thermoplongeur. Ils sont fournis en éléments pré montés en usine pour être raccordés sur chantiers par un installateur agréé par VAILLANT. Ils sont constitués : de capteurs solaires équipés de tubes sous vide "aurotherm exclusiv VTK 550 ou 275" conformes à l Avis Technique: 14/04-859*02 Ext. d un préparateur solaire vertical VIH S 300 de capacité nominale 275 litres ou VIH S 400 de 375 litres équipé des principales fonctions solaires, et qui comporte deux échangeurs (échangeur solaire et échangeur auxiliaire par chaudière) avec en option une résistance électrique d appoint, d une régulation de type auromatic 620 ou auromatic 560 permettant la commande de l installation solaire et le réchauffage par l appoint, d un vase d expansion sur le circuit primaire solaire de dimension 50 litres pour les kits 9 à 16, d un vase tampon monté en série sur le circuit primaire en amont du vase d expansion, d un bloc de transfert intégrant les fonctions pompe, soupape de sécurité, clapet anti-retour, débitmètre et affichage de la température des circuits départ/retour solaire. 3. Caractéristiques générales cf. tableau 1. 4. Éléments constitutifs 4.1 Capteurs solaires Capteurs solaires équipés de tubes sous vide "aurotherm exclusiv VTK 550 ou 275 tels que décrits dans l Avis Technique 14/04-859*02 Ext. Capteurs aurotherm VTK 550 VTK 275 Nombre de tubes sous vide 16 8 Superficie hors tout (m²) 1,29 0,68 Superficie d entrée (m²) 0,808 0,404 Contenance en eau du collecteur 3,2 1,2 (litres) Pression de service (bars) 6,0 6,0 Poids (kg) 20 10 4.2 Préparateurs solaires 4.21 Réservoir de stockage Les préparateurs solaires Vaillant sont réalisés à partir de ballons verticaux équipés en partie basse d un échangeur solaire et en partie haute d un échangeur hydraulique. Les ballons et les serpentins de chauffage sont en acier soudé, et sont émaillés côté eau sanitaire. Ils sont livrés entièrement montés. Réservoir de stockage VIH S 300 VIH S 400 Capacité nominale (l) 275 375 Pression maximale de service (bars) 10 10 Poids total à vide (kg) 185 205 Poids total en charge (kg) 460 580 Encombrement : D x H (mm) 650 x 1580 725 x 1620 Échangeur de chaleur solaire - intégré dans le réservoir de stockage, - type : échangeur à serpentin, - matériau constitutif : acier émaillé, - matériau en contact avec l'eau sanitaire : émail, - superficie d'échange : 1,6 m², - contenance en fluide caloporteur : 9 litres, - nature physico-chimique du fluide caloporteur autorisé par le demandeur, marque commerciale et caractéristiques : TYFOCOR G-LS de marque TYFO. 4.22 Enveloppe extérieure L enveloppe extérieure est en matériau polypropylène. Son épaisseur est de 1 mm et son classement au feu est B1 selon DIN 4102. 4.23 Isolation L isolation thermique du ballon est en polystyrène expansé sans CFC d'épaisseur 60 mm. 6 14/06-1051
L isolant a une masse volumique de 30 kg/m 3 avec une conductivité thermique de 0,031 à 0,035 W/m.K Le classement au feu de l isolation est B1 selon DIN 4102. 4.24 Piquages hydrauliques Les piquages hydrauliques des ballons sont en tubes acier filetés. 4.25 Protection contre la corrosion intérieure Les ballons VIH S 300/400 sont équipés d une anode de magnésium composée de 380 g de magnésium pur qui doit faire l objet d un contrôle annuel. Une anode à courant imposé, est disponible en option. Celle-ci n a pas besoin d être entretenue. 4.26 Dimensions cf. figures 1 et 2. 4.3 Appoint L appoint est assuré par un échangeur de chaleur intégré en partie haute du réservoir de stockage et/ou par un thermoplongeur électrique. 4.31 Appoint électrique 4.311 Description Le thermoplongeur électrique est alimenté en courant monophasé ou triphasé. Il est équipé d un régulateur et d un limiteur de température réglé en usine à 95 C. Type de raccordement Monophasé (230 V, 50 Hz) Triphasé (400 V, 50 Hz) Puissance 750 W 4500 W Intensité nominale (A) Temps de montée de 10 à 60 C (h) 3,2 6,5 VIH S 300 : 120 l : 9h VIH S 400 : 156 l : 12h VIH S 300 : 120 l : 1,5h VIH S 400 : 156 l : 2h - Marque et référence commerciale : Austria Email AG, réf. :302 041. - Conformité aux normes : VDE et ÖVE. - Nature de la résistance électrique : thermoplongeur. - Position de la résistance dans le ballon : cf. figure 1. 4.312 Gestion de l'appoint électrique L'appoint électrique peut être régulé suivant trois modes : 1 Mode standard : chauffage du ballon par l énergie solaire et maintien en température de la partie haute du ballon à des heures préprogrammées suivant une à trois plages horaires. 2 Mode confort : chauffage du ballon par l énergie solaire et maintien de la température de la partie haute du ballon par l appoint, en continu. 3 Mode sans appoint : permettant un fonctionnement seulement solaire sans maintien en température par l appoint. La température de consigne de l'eau sanitaire est réglable (par l usager ou l installateur) dans une plage allant de 35 C à 80 C. Elle est préréglée en usine à 70 C. La protection contre les surchauffes est assurée par la déconnexion du thermoplongeur à 95 C. Volume chauffé par l appoint dans le ballon de 300 litres : 130 litres Volume chauffé par l appoint dans le ballon de 400 litres : 175 litres 4.32 Appoint hydraulique 4.321 Description - Intégré dans le réservoir de stockage. - Type : échangeur à serpentin. - Matériau constitutif : acier émaillé. - Matériau en contact avec l'eau sanitaire : émail. - Superficie d'échange : 0,65 m 2. - Puissance d'échange au débit nominal : 35 kw à 0,85 m 3 /h. - Perte de charge : 140 mbar à 0,85 m 3 /h. - Contenance en fluide caloporteur : 5,5 litres. 4.322 Gestion de l'appoint hydraulique L'appoint hydraulique peut être régulé suivant trois modes : 1 Mode standard : chauffage du ballon par l énergie solaire et maintien en température de la partie haute du ballon à des heures préprogrammées suivant une à trois plages horaires. 2 Mode confort : chauffage du ballon par l énergie solaire et maintien de la température de la partie haute du ballon par l appoint, en continu. 3 Mode sans appoint : permettant un fonctionnement seulement solaire sans maintien en température par l appoint. La température de consigne de l'eau sanitaire est réglable (par l usager ou l installateur) dans une plage allant de 35 C à 80 C. Elle est préréglée en usine à 60 C. Volume chauffé par l appoint dans le ballon de 300 litres : 120 litres Volume chauffé par l appoint dans le ballon de 400 litres : 156 litres 4.4 Bloc de transfert Le bloc de transfert (station solaire) est équipé : - d une pompe de circulation fonctionnant avec 3 vitesses, - d une vanne de réglage de débit avec affichage, - d un groupe de sécurité, avec soupape de sécurité tarée à 6 bars, incluant manomètre, vanne de remplissage et raccord en tube inox annelé pour le raccordement au vase d expansion, - d un vase tampon et d un vase d expansion, - d un affichage de la température des circuits départ/retour solaire, - de clapets anti-retour et vanne d arrêt. 4.5 Régulation solaire 4.51 Description La régulation solaire est de marque VAILLANT, de type auromatic 560 pour les kits solaires 9-11-13-15, et de type auromatic 620 pour les kits solaires 10-12-14-16. Elle est livrée pour montage mural. auromatic 560 C est une régulation électronique à différentiel de température pour la production d eau chaude sanitaire avec des capteurs solaires et deux sources d appoint : électrique et/ou échangeur thermique pour chaudières gaz / fioul ou bois. Elle fournit un affichage numérique dans la fenêtre de base : de la température du capteur et du ballon, du mode de fonctionnement, de la date et de l heure en cours, de l activité de la pompe solaire et de la pompe de circulation de l'appoint, des fonctions de confort comme : - mode de vacances, - mode de recharge unitaire, - mode de maintient en température jusqu au prochain arrêt de l appoint programmé. Elle permet la programmation de l appoint sur trois fenêtres de temps par jour, d enregistrer le gain thermique, de moduler la pompe de la station solaire pour optimiser les gains d énergies avec un delta constant. Elle comporte un dispositif qui permet de décaler l appoint en cas de marche de la pompe solaire. auromatic 620 C est une régulation qui assure les mêmes fonctions que la régulation auromatic 560 mais qui contrôle en supplément la chaudière de chauffage. Régulation auromatic 560 auromatic 620 Applications CESI CESI ou CESI / SSC et chaudière Régulation de - 2 champs de capteurs - 2 ballons solaires ou une piscine - 2 champs de capteurs - 2 ballons solaires et une piscine - demande chauffage avec sonde d extérieure 14/06-1051 7
La sonde capteur se place dans le doigt de gant du capteur et les sondes réservoir dans les doigts de gant du ballon, (voir figures 1 et 2). Ce sont des sondes de type NTC, 2,5 kω pour les sondes de ballon et 10 kω pour la sonde du capteur. 4.52 Fonctionnement 4.521 Production d eau chaude sanitaire à l énergie solaire Le régulateur solaire met en marche la pompe solaire dès que la différence de température entre le capteur et le ballon (partie inférieure) est supérieure à la valeur de 7 K préréglée en usine (réglable par installateur de 5 à 12 K). Le régulateur solaire met à l arrêt la pompe solaire dès que la différence de température entre le capteur et le ballon (partie inférieure) est inférieur à la valeur de 3 K préréglée en usine (réglable par installateur de 1 à 12 K). Si la température de consigne d eau chaude dans le ballon (réglage client) n est pas atteinte, la régulation met en fonctionnement la chaudière ou la résistance électrique, de manière à réchauffer le tiers supérieur du ballon. La température de l eau contenue dans le préparateur est limitée par le dispositif électronique de limitation de température de la régulation (arrêt du circulateur du circuit solaire, réglage d'usine : 75 C). 4.522 Fonctionnement de l appoint (cf. 4.312 et 4.322 ci-avant). 4.53 Fonctions spéciales 4.531 Fonction de gestion des surchauffes au niveau des capteurs solaires Aucun dispositif de gestion des surchauffes au niveau des capteurs solaires n est prévu. 4.532 Fonction anti-legionelles Cette fonction est activée par l installateur. Elle permet de porter le ballon à 70 C, une fois par semaine. La régulation enregistre durant la semaine les températures atteintes par le ballon. Si la température de consigne a été atteinte grâce au seul rendement solaire pendant 90 minutes, la fonction anti-legionelles n est pas activée au moment programmé. Dans le cas contraire, l appoint intervient. La protection antilegionelles est désactivée lorsqu une température d au moins 68 C est mesurée pendant 30 minutes. Si une pompe de circulation est branchée, elle est mise en marche. 4.533 Fonctions antiblocage des pompes Une activation de pompe d environ trois secondes a lieu pour toutes les pompes raccordées au bout d une immobilisation de 23 heures afin d éviter un blocage de celles-ci. 4.534 Fonction commande de la durée de mise en marche de la pompe La commande de mise en marche est activée par l installateur. Elle sert à optimiser le fonctionnement du circuit solaire par l intermédiaire du circulateur. Pour cela, la pompe est mise en marche, à intervalle périodique, en fonction du différentiel de température entre le capteur et le bas du ballon. Lorsque ce différentiel est atteint, la pompe fonctionne pendant 30 secondes et est arrêtée pendant 30 secondes. Si le différentiel de température augmente, la durée de mise en marche de la pompe augmente aussi (45 secondes de fonctionnement avec 15 secondes d arrêt). Si le différentiel de température diminue, la durée de mise en marche de la pompe diminue aussi (15 secondes de fonctionnement avec 45 secondes d arrêt). La durée de la période est toujours d une minute. 4.535 Fonction régénération du ballon Cette fonction est activée par l installateur ou par l usager. Cette fonction agit sur le fonctionnement de l appoint hydraulique ou électrique pendant une plage de temps définie (3 plages horaires possibles ; mode standard). Pour éviter une régénération inutile par l appoint, en cas de rendement solaire, une temporisation de 30 minutes est assurée par la régulation. 4.536 Fonction de maintien de l arrêt de l appoint Cette fonction est activée par l utilisateur. Elle permet d arrêter le fonctionnement de l appoint jusqu au prochaine plage horaire (pour le mode de programmation standard). 4.537 Fonction de recharge unique Cette fonction est activée par l installateur ou par l usager. Elle permet une recharge unique du ballon à la température de consigne souhaitée. 4.538 Fonctions vacances Cette fonction est activée par l installateur ou par l usager. Elle permet, pendant une durée à déterminer (1 à 99 jours), de mettre le fonctionnement sur OFF. La production solaire, ainsi que la fonction de recharge sont ainsi désactivées. 4.539 Fonctions recyclage sanitaire Une pompe de bouclage sanitaire peut être activée par la régulation, et fonctionner suivant trois plages de chauffage (cette fonction est activée par l installateur ou par l usager). 4.6 Liaisons hydrauliques 4.61 Circuit primaire D une manière générale, les liaisons hydrauliques doivent être réalisées selon les règles de l art en vigueur (DTU) et répondre aux instructions d installation et de montage de la société Vaillant. Dans les installations solaires, les tuyaux de liaison entre capteurs et ballons seront en cuivre ou en acier inoxydable. Les liaisons en matériaux synthétiques ne sont pas admises. 4.62 Circuit eau sanitaire Schéma de principe de base. La mise en place d'un mitigeur thermostatique en sortie du préparateur solaire est indispensable. Lorsque la pression du réseau d'alimentation d'eau est supérieure à 5 bars il est nécessaire de monter un réducteur de pression sur la conduite d'alimentation du préparateur solaire. 4.7 Purgeurs Un purgeur d air automatique avec robinet d arrêt sera installé au point le plus haut de l installation, c'est-à-dire proche des capteurs. 4.8 Séparateurs d air Un séparateur d air sera implanté sur l installation solaire. Il sera installé à un emplacement du circuit solaire se situant le plus loin possible du capteur, de préférence dans la conduite de départ du circuit solaire, entre le ballon et la station solaire. 4.9 Liquide caloporteur Le fluide caloporteur Vaillant est un produit antigel et anticorrosion prêt à l emploi. La dénomination de ce fluide est TYFOCOR G-LS et la marque est TYFO. 5. Fabrication 5.1 Processus de fabrication Le processus de fabrication est déposé au secrétariat de la Commission chargée de délivrer des Avis Techniques. 8 14/06-1051
L organisation commerciale de la société Vaillant s appuie sur : - Un centre d appel technique. - Des conseillers techniques. - Des attachés technico-commerciaux. - Un réseau de SAV pilotes et agréés. 5.11 Capteurs solaires cf. Avis Technique 14/04-859*02 Ext. 5.12 Ballons solaires Les préparateurs d'eau chaude sanitaire sont fabriqués par la société NIBE. L'atelier de fabrication des ballons émaillés, a été mis en place, en 1998. Il a une capacité annuelle totale de fabrication, de 40.000 pièces / an. Le nombre de personnes affectées à la fabrication des VIH 300/400 est de 20 personnes. 5.2 Étiquetage Les informations portées sur les étiquettes d'identification des composants du chauffe-eau sont : - le numéro de série, - la référence du produit, - la puissance électrique et tension de branchement, - le volume brut du ballon de stockage d eau chaude sanitaire, - la pression maximale de service, - le volume du liquide contenu dans l échangeur solaire, - la pression maximale de service de l échangeur solaire, - la température maximale de charge de l échangeur solaire, - la surface d échange de l échangeur solaire, - le volume du liquide contenu dans l échangeur d appoint, - la pression maximale de service de l échangeur d appoint, - la température maximale de charge de l échangeur d appoint, - la surface d échange de l échangeur d appoint. 5.3 Conditionnement et stockage Pour le transport, les ballons sont conditionnés sur palette. Une notice de montage, de mise en œuvre, d utilisation et d entretien est jointe à l envoi. 6. Installation et mise en œuvre 6.1 Généralités La mise en œuvre des systèmes de chauffe-eau solaires "aurotherm Série VTK" relève nécessairement d entreprises ayant les compétences requises en génie climatique, plomberie et couverture. Ces entreprises doivent avoir suivi une formation sur les produits VAILLANT. 6.2 Circuit primaire solaire Le diamètre des tuyauteries est fonction de la surface de capteurs. Il est impératif que la vitesse d écoulement dans le tuyau de cuivre ne dépasse pas 1,5 m/s. La condition d une transmission optimale de la chaleur est que le débit nominal soit de 0,66 l/min par m 2 de surface de capteur. La longueur de tuyauterie la plus courte entre capteurs et ballon est la meilleure solution. Le dimensionnement des tuyauteries devra être conforme au tableau ci-après : Chauffe-eau solaire Nombre de capteurs Débit conseillé (l/min) Kit 9 à 12 4 x VTK 550 2,2 Kit 13 à 16 5 x VTK 550 2,75 Diamètre intérieur minimum du tube cuivre de l installation et vitesse de la pompe 20 m 50 m 15 mm et position I 15 mm et position I 18 mm et position I 18 mm et position I La pression de service de l installation peut varier entre 1,5 et 2 bars. Le circuit primaire solaire doit être rempli à l'aide d'une pompe complémentaire qui ne fait pas partie de la fourniture. La purge des capteurs s'effectue par l'intermédiaire d'un purgeur dégazeur avec vanne d arrêt installé sur le capteur solaire. Les composants employés devront être d une parfaite tenue au fluide caloporteur qui est uniquement préconisé par la société VAILLANT. L isolation extérieure des conduites devra être d une parfaite tenue aux températures élevées (jusqu à 140 C) et aux rayonnements ultraviolets, et résister aux attaques aviaires et aux morsures des rongeurs. La pression maximale de service est de 6 bars dans les capteurs. Elle est limitée par une soupape 6 bars livrée avec le groupe de transfert. La pression minimum est de 1,5 bar au niveau des capteurs à froid. Choix du vase d expansion à membrane (en association avec une soupape de sécurité tarée à 6 bars). Les valeurs mentionnées dans le tableau ci-après sont indicatives, il est nécessaire de les contrôler par calcul. Chauffe-eau solaire Nombre de capteurs Volume (litres) du vase d expansion livrée dans les kits solaire pour une installation moyenne avec une longueur de tube cuivre de l installation : 20 m 50 m Kit 9 à 16 5 x VTK 550 50 50 Un vase d appoint de capacité 5 litres monté en série sur le réseau primaire et amont du vase d'expansion est proposé afin de protéger ce vase d expansion contre les chocs thermiques au moment de la mise en route du circulateur après stagnation du fluide primaire dans les capteurs en période ensoleillée. Soupape de sécurité Le groupe de transfert solaire est équipé d une soupape de sécurité prévue pour 6 bars et 160 C. Dans le cas d'un remplacement de la soupape, on ne devra employer que des soupapes de sécurité de Vaillant. 6.3 Capteurs solaires cf. Avis Technique 14/04-859*02 Ext. 6.4 Préparateurs solaires Il est nécessaire de prévoir un dégagement minimum de 600 mm au dessus du préparateur solaire, lorsqu il ne comprend pas d anode à courant imposé, sinon il faut respecter 350 mm de dégagement. 6.5 Réseau de distribution d'eau chaude sanitaire Un mitigeur thermostatique permettant de limiter la température de l'eau en sortie du préparateur sera installé sur le réseau de distribution d'eau chaude sanitaire. Ce dispositif fait partie de la fourniture. 6.6 Utilisation et entretien, SAV Une notice de montage, d utilisation et d entretien des composants de l installation est fournie aux utilisateurs. Elle rassemble les informations suivantes : les mesures de sécurité à respecter, les informations nécessaires au dimensionnement et au montage de l installation, les contrôles élémentaires et les conditions à remplir pour un fonctionnement sûr de l installation, des rudiments de dépannage destinés à la localisation des défauts et le moyen d'y remédier. Une assistance technique pour la mise en oeuvre des composants du système, la mise en route et le SAV peut être assuré sur demande de l installateur par : un centre d appel technique, des conseillers techniques, des attachés technico-commerciaux un réseau de SAV pilotes et agréés. La garantie donnée par le fabricant est de 5 ans pour le ballon de stockage, de 10 ans pour les capteurs et 2 ans pour la régulation électronique. 14/06-1051 9
B. Résultats expérimentaux 1. Performances thermiques cf. Avis Technique 14/04-859*02 Ext. 2. Résistance de la couverture transparente aux efforts d arrachement cf. Avis Technique 14/04-859*02 Ext 3. Vieillissement des capteurs solaires en exposition naturelle d un an cf. Avis Technique 14/04-859*02 Ext. C. Références Le capteur à tubes sous vide est certifié en Allemagne et en France par : - le TÜV Süddeutschland, Westendstr. 199, D-80686 Munich; numéro de certification: N P-DDK-MUC-03-161074-61 - l Institut für Solartechnik SPF, Oberseestr. 10, CH-8640 Rapperswil; numéro de certification: N C589, N C568QPEN, N C568LPEN - Fraunhofer, Institut Solare Energiesysteme ISE, Heidenhofstr. 2, D-79110 Freiburg; numéro de certification: N KTB Nr. 2002-26. - Le CSTB, route des Lucioles, BP 209, F-06904 Sophia-Antipolis Cedex ; numéro de l Avis Technique : 14/04-859*02 Ext Les ballons ont été testés au TÜV Bayern et la régulation au VDE à Offenbach. Plusieurs installations sont en fonctionnement actuellement en France, et 4500 installations ont été réalisées en Suisse, Autriche et Allemagne. 10 14/06-1051
Tableaux et figures du Dossier Technique Tableau 1 - Les kits solaires aurotherm Série VTK Chauffe-eau solaire kit solaire 9 S 300) kit solaire 10 S 300) kit solaire 11 S 300 E) kit solaire 12 S 300 E) kit solaire 13 S 400) kit solaire 14 S 400) kit solaire 15 S 400 E) kit solaire 16 S 400 E) Nombre de capteurs Surface d'entrée des capteurs (m 2 ) Surface hors tout des capteurs (m 2 ) Volume nominal du ballon (l) Appoint Type de régulation 4 x VTK 550 3,22 5,16 275 Hydraulique VRS 560 4 x VTK 550 3,22 5,16 275 Hydraulique VRS 620 4 x VTK 550 3,22 5,16 275 4 x VTK 550 3,22 5,16 275 Hydraulique et électrique Hydraulique et électrique VRS 560 VRS 620 5 x VTK 550 4,02 6,45 375 Hydraulique VRS 560 5 x VTK 550 4,02 6,45 375 Hydraulique VRS 620 5 x VTK 550 4,02 6,45 375 5 x VTK 550 4,02 6,45 375 Hydraulique et électrique Hydraulique et électrique VRS 560 VRS 620 Tableau 2 - Nomenclature des kits Vaillant aurotherm Série VTK Composants des kits 9 à 16 Kits 14 & 16 Kits 13 & 15 Kits 10 & 12 Kits 9 & 11 VTK 550 5 5 4 4 VIH S 400 1 1 - - VIH S 300 - - 1 1 auromatic 620 1-1 - auromatic 560-1 - 1 Connecteurs panneaux 1 1 1 1 Tube flexible DN 16, 2 x 1m 1 1 1 1 Station solaire 1 1 1 1 Vase d'expansion 50l 1 1 1 1 Vase d appoint 1 1 1 1 Fluide solaire G-LS 20l 2 2 2 2 Dégazeur 1 1 1 1 Valve de purge 1 1 1 1 Grand rail 1 1 1 1 Moyen rail 3 3 2 2 Mitigeur thermostatique 1 1 1 1 Résistance électrique Kit14:0, Kit16:1 Kit13:0, Kit15:1 Kit10:0, Kit12:1 Kit9:0, Kit11:1 Figure 1 Vue générale et en coupe des préparateurs VIH S 300 ou 400 14/06-1051 11
Figure 2 - Caractéristiques dimensionnelles et position des raccordements des préparateurs solaires VIH S 300 et 400 12 14/06-1051
Figure 3 - Thermoplongeur électrique 1 Tube de départ avec vanne d arrêt, thermomètre et valve anti retour 2 Tube de retour avec thermomètre, valve anti retour, pompe de circulation, régulateur de débit avec affichage et vanne de réglage 3 Bloc de sécurité inclus manomètre, raccord en tube inox annelé et vanne de remplissage 4 Fixation murale du vase d expansion avec vis 5 Rail de fixation 6 Raccords de compression pour diamètre 18 et 20 mm 7 Débitmètre 8 Régulateur manuel de débit 9 Vase d appoint Figure 4 - Groupe de transfert 14/06-1051 13
Figure 5 - Schéma de principe avec la régulation auromatic 620 : contrôle du CESI aurotherm avec un champ de capteurs (63), une station solaire (25), un ballon de stockage (7) ; contrôle la pompe de circulation d ECS (ZP); contrôle la chaudière murale (1) avec sa fonction d appoint au ballon de stockage (7) et la régulation de chauffage par radiateurs et plancher chauffant en fonction de la température extérieure (16a). 14 14/06-1051
Figure 6 - Schéma de principe avec la régulation auromatic 560 : contrôle du CESI aurotherm avec un champ de capteurs (KOL1), une station solaire (KOL1-P), un ballon de stockage; contrôle de la pompe de circulation d ECS (ZP); contrôle la chaudière sol / murale (I, II, III) avec sa fonction d appoint au ballon de stockage ; contrôle de la pompe anti-légionellose (LegP/en option) et de la résistance électrique (EP) 14/06-1051 15