Capteur solaire Solar collector Sonnenkollektor Avis Technique 14/08-1238 Capteur solaire sans vitrage Solerpool Titulaire : Héliopac 112 rue d'hondschoote FR-59200 Tourcoing Tél. : +33 (3) 20271060 Fax : +33 (3) 20271061 E-mail : contact@heliopac.com Internet : www.heliopac.com 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 11 juillet 2008 Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR-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 2008
Le Groupe Spécialisé n 14 "Installations de Génie Climatique et Installations Sanitaires" de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné le 21 février 2008 les capteurs solaires "SOLERPOOL" présentés par la société HELIOPAC. Il a été formulé sur ce procédé l'avis Technique ci-après. 1. Définition succincte 1.1 Description succincte Capteurs solaires plans à circulation de liquide caloporteur constitués d un absorbeur souple en EPDM de couleur noire sans isolation ni couverture transparente et de collecteurs en ABS de couleur blanche ou noire (suivant options). Caractéristiques Largeur (mm) 92,5 Diamètre intérieur des tubes de circulation (mm) 14,5 Epaisseur des tubes de circulation (mm) 1,4 Pression maximale de service (bar) 0,8 Poids à vide au m² de capteur hors collecteurs (kg) 4,5 Contenance au m² de capteur hors collecteurs (litre) 6,6 1.2 Identification des produits ou composants Les capteurs solaires SOLERPOOL sont identifiables par un marquage indélébile et permanent comprenant : Le nom et l'adresse du site internet du fabricant. La marque commerciale du capteur. Le numéro d'avis Technique. Les mentions suivantes : - numéro de série, - année de fabrication, - pression maximale de service, - température de stagnation du capteur, Le marquage est apposé sur tous les capteurs SOLERPOOL. 2. AVIS 2.1 Domaine d emploi accepté - procédé destiné à la réalisation d installation de chauffage direct de l eau de piscine ou de chauffage d un liquide caloporteur dans des installations à circuit bouclé, - utilisation en France européenne et dans les Départements et Territoires d Outre-mer (DOM TOM), - implantation au sol, sur toiture-terrasse, sur toiture inclinée ou sur châssis métallique. 2.2 Appréciation sur le procédé 2.21 Aptitude à l'emploi 2.211 Fonction Génie Climatique Stabilité Le maintien en place des capteurs solaires SOLERPOOL 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 capteurs solaires SOLERPOOL 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, 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 aux capteurs SOLERPOOL. Matériaux en contact avec des produits destinés à l'alimentation humaine Le matériau constitutif des collecteurs est inerte vis-à-vis de l'eau sanitaire, dès lors que les prescriptions imposées par la réglementation sont respectées. Le procédé permet de satisfaire au Règlement Sanitaire Départemental type. Résistance à la pression La résistance à la pression des capteurs solaires SOLERPOOL est assurée, dès lors que la pression maximale de service est limitée à 0,8 bar. Raccordements hydrauliques Les adaptateurs de raccordement hydraulique font partie de la fourniture. Autres informations techniques Caractéristiques thermiques (rapportées au m 2 de superficie d'entrée) conformément à la norme NF EN 12975-2 sous un débit de 72l/h/m² d'un capteur SOLERPOOL. - rendement optique, η0 (sans dimension) : 0,74 - coefficient de perte du premier ordre a1 ((W/m2).K) : 23,705 - coefficient de perte du second ordre a2 ((W/m2).K2) : 0,235 - température conventionnelle de stagnation, Tstg ( C) : 55 - pertes de charge ΔP (mbar) 133 l/h (fluide : eau) : 11 Caractéristiques thermiques rapportées au m 2 de superficie d'entrée d'un capteur SOLERPOOL, obtenues par linéarisation de la courbe de rendement (utilisables pour application du logiciel SOLO). - facteur optique, B (sans dimension) : 0,76 - coefficient de transmission thermique, K (W/m².K) : 29,64 2.22 Durabilité - Entretien 2.221 Fonction Génie Climatique La nature, la compatibilité et la disposition des constituants permettent de préjuger favorablement de la durabilité des capteurs solaires SOLERPOOL dans le domaine d'emploi prévu. L entretien des capteurs solaires SOLERPOOL ne pose pas de difficultés particulières dès lors que les préconisations définies au Dossier Technique établi par le demandeur, complétées par le Cahier des Prescriptions Techniques, sont respectées. 2.222 Fonction Couverture Sans objet. 2.23 Fabrication et contrôle La fabrication des capteurs solaires SOLERPOOL fait l objet d un autocontrôle systématique permettant d assurer une constance convenable de la qualité. 2.24 Mise en œuvre La mise en œuvre des capteurs solaires SOLERPOOL 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, et opérant avec l assistance technique de la société HELIOPAC. 2 14/08-1238
La mise en œuvre du procédé impose les dispositions relatives à la protection des personnes contre les risques de chutes. En préalable à toute intervention sur les capteurs solaires ou sur la toiture à proximité des capteurs solaires, l'installation étant à l'arrêt, il conviendra de protéger ces capteurs du rayonnement solaire par un bâchage adéquat, afin d'éviter tout risque de brûlure, notamment au niveau des raccordements hydrauliques. 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 pour l'installation des capteurs solaires sur toitures inclinées sont définies dans les documents suivants : Cahier du CSTB 1827 : "Cahier des Prescriptions Techniques communes aux capteurs solaires plans à circulation de liquide". DTU 65.12 : "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 au chapitre 9 - de la norme NF DTU 43.1 classement P 84-204 "Travaux d'étanchéité des toituresterrasses avec éléments porteurs en maçonnerie - Cahier des clauses techniques complété de son amendement". 2.32 Prescriptions techniques particulières 2.321 Conditions de fabrication et de contrôle Le fabricant est tenu d exercer sur sa fabrication un contrôle de production permanent. Ce contrôle porte notamment sur la tenue à la pression de chaque absorbeur sous une pression minimale d essai égale à 1,6 bar. Le titulaire de l Avis est tenu d apposer sur chaque appareil un marquage indélébile permanent (cf. 1.2). 2.322 Mise en œuvre L installation des capteurs solaires doit être réalisée à l aide des supports et des accessoires de raccordement à la couverture fournis par le fabricant ou répondant à ses spécifications telles que définies dans l'avis Technique ou dans le Dossier Technique et dans la notice d installation fournie avec les capteurs lors de leur livraison. 2.323 Sécurité sanitaire Lorsque le capteur solaire est mis en œuvre avec un liquide caloporteur, le titulaire de l Avis Technique et l installateur doivent être en mesure d'apporter la preuve que ce 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). 2.324 Conditions d entretien Il doit être effectué un contrôle annuel de 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 redosé ou remplacé. Conclusions Appréciation globale L'utilisation des capteurs solaires SOLERPOOL dans le domaine d'emploi accepté et complété par le Cahier des Prescriptions Techniques est appréciée favorablement. Validité Jusqu au 28 février 2012. Pour le Groupe Spécialisé n 14 Le Président A. DUIGOU 14/08-1238 3
Dossier Technique établi par le demandeur A. Description 1. Présentation 1.1 Généralités Société : HELIOPAC Adresse : 112, rue d Hondschoote - FR-59200 Tourcoing Téléphone : +33 (3) 20271060 Fax : +33 (3) 20271061 Email : contact@heliopac.com Internet : www.heliopac.com Les capteurs solaires SOLERPOOL sont fabriqués par la société HELIOPAC. L'absorbeur en EPDM est fabriqué par la société CAFAC BAJOLET. Localisation des usines : - HELIOPAC - Tourcoing / France - CAFAC BAJOLET - Lille / France 1.2 Dénomination commerciale du procédé Capteur solaire sans vitrage : SOLERPOOL. 1.3 Domaine d emploi du procédé - procédé destiné à la réalisation d installation de chauffage direct de l eau de piscine ou de chauffage d un liquide caloporteur dans des installations à circuit bouclé, - utilisation en France européenne et dans les Départements et Territoires d Outre-mer (DOM TOM), - implantation au sol, sur toiture-terrasse, sur toiture inclinée ou sur châssis métallique. 2. Caractéristiques générales Les capteurs solaires SOLERPOOL sont des capteurs plans à circulation de liquide caloporteur constitués d un absorbeur souple en EPDM de couleur noire sans isolation ni couverture transparente et de collecteurs en ABS de couleur blanche ou noire (suivant options). Caractéristiques pondérales et dimensionnelles Largeur (mm) 92,5 Diamètre intérieur des tubes de circulation (mm) 14,5 Epaisseur des tubes de circulation (mm) 1,4 Epaisseur du voile (mm) 1, 2 Pression maximale de service (bar) 0,8 Poids à vide au ml de profil (kg) 0,45 Poids à vide au m² de capteur hors collecteurs (kg) 4,5 Contenance au ml de profil (litre) 0,66 Contenance au m² de capteur hors collecteurs (litre) 6,6 Diamètre intérieur du collecteur (mm) 42 Diamètre extérieur du collecteur (mm) 48,5 Longueur du collecteur (mm) 300 à 1200 3. Éléments constitutifs 3.1 Absorbeur L absorbeur des capteurs solaires est constitué d un profilé en élastomère EPDM (suivant la norme NF R 99-210) présentant 4 tubes de circulation parallèles reliés par un voile de matière (Cf coupe du profilé figure 1). Le voile présente un «pont détachable» au niveau de son raccordement avec le tube qui permet d éliminer le voile sur quelques centimètres sans outillage afin de permettre la séparation des tubes et permettre le raccordement de ceux-ci sur le collecteur. Chaque voile présente également tous les 500 mm un percement de diamètre 7 mm pour permettre l évacuation des eaux de pluie et les condensats. 3.2 Collecteurs Les capteurs peuvent être assemblés en «collecteurs séparés» (cf. figure 2 : un collecteur à chaque extrémité du profil EPDM) ou en «collecteurs groupés» (cf. figure 2 : un collecteur entrée et un collecteur de sortie à une extrémité du profil EPDM et un collecteur de bouclage à l autre extrémité). Dans cette seconde configuration, le collecteur d entrée reçoit un tube sur deux du profil EPDM, le collecteur de sortie recevant l autre moitié des tubes du profil. Les collecteurs sont réalisés en ABS. Chaque collecteur est pourvu d orifices circulaires destinés à recevoir les tubes de l absorbeur. Les collecteurs sont réalisés en longueurs multiples de 100 mm, celle-ci étant déterminée de façon à ce que l élément de capteur correspondant représente un poids rendant la manutention possible sur ce chantier (maximum 50 kg par unité). Chaque collecteur est équipé, à une extrémité, d un raccord à vis mâle équipé d un joint d étanchéité en EPDM et, à l autre extrémité, d un raccord à écrou libre femelle, de façon à permettre le raccordement entre eux des collecteurs des différents éléments de capteur. Le capteur est livré en «bobines» sur lesquelles les collecteurs ont été montés en usine et qu il suffit sur chantier de dérouler et de raccorder entre elles grâce aux raccords incorporés sur les collecteurs. 3.3 Douilles de raccordement étanche Le raccordement entre les tubes du profil EPDM et les collecteurs est réalisé suivant le procédé de raccordement étanche décrit dans le brevet d invention n 90 10091. Ce raccordement est mis en œuvre à l aide de douilles tronconiques creuses en polyamide introduites dans l extrémité de chaque tube EPDM après élimination sur quelques centimètres du voile de matière reliant les tubes entre eux. Après introduction du tube dans l orifice du collecteur lui correspondant, la douille est coulissée vers l orifice du collecteur jusqu'à coincement complet de la douille par écrasement du tube entre le pourtour de l orifice du collecteur et la douille elle-même, cet écrasement assurant l étanchéité. Le principe du raccordement étanche est illustré figure 3. 3.4 Bouchon, raccords entrée/sortie Chaque zone de capteur est fournie avec 4 bouchons d extrémité de collecteurs en montage «collecteurs groupés» (ou 2 en montage «collecteurs séparés») qui sont à visser sur les extrémités de collecteurs non raccordés aux tuyauteries de liaison. Ces bouchons peuvent être équipés de purgeurs d air en option. Deux raccords tétines sont fournis pour permettre le raccordement par flexibles aux tuyauteries de liaison. 3.5 Liquide caloporteur Les capteurs solaires modèles SOLERPOOL peuvent être utilisés avec un liquide caloporteur dont les caractéristiques doivent être compatibles avec les exigences sanitaires. La marque et le type de liquide caloporteur utilisé doivent être portés sur l installation de manière visible et indélébile. 4. Fabrication et contrôles 4.1 Processus de fabrication Le processus de fabrication est déposé au secrétariat de la Commission chargée de délivrer les Avis Techniques. La société HELIOPAC a déposé au secrétariat de la Commission chargée de délivrer les Avis Techniques, la liste de ses fournisseurs et sous-traitants. Le profilé EPDM des capteurs solaires SOLERPOOL est fabriqué par extrusion en continu et conditionné en couronnes de 50 m découpées à façon par HELIOPAC. Le capteur solaire est ensuite assemblé, les longueurs de profilées étant préalablement découpées à la longueur souhaitée par le client. 4 14/08-1238
4.2 Contrôle en cours de fabrication Contrôles effectuées : - contrôle dimensionnel complet du profilé en début et en fin de cycle d extrusion, - essai d étanchéité et de tenue à la pression de chaque bobine de capteur, réalisé en usine après raccordement des collecteurs (0,16 MPa de pression d air). 4.3 Conditionnement et stockage Les bobines de capteur, les collecteurs et les accessoires sont conditionnées, stockées et expédiées sur palettes filmées. 5. Mise en œuvre 5.1 Installation Les capteurs sont conçus de manière modulaire et peuvent être assemblés en série, en parallèle, en série parallèle. 5.11 Mise en œuvre Les capteurs solaires SOLERPOOL sont livrés en bobine et sont prêts à être raccordés. Il convient de dérouler les différentes bobines de chaque zone sur le support prévu pour le capteur, de réaliser la fixation éventuelles sur le support, puis de raccorder les collecteurs entre eux grâce aux raccords-unions incorporés (cf. Illustrations présentées en annexe). Le raccordement au réseau hydraulique sera réalisé à l aide des flexibles de raccordement fournis de façon à permettre la libre dilatation des collecteurs. Le capteur solaire, composé de plusieurs bobines pour faciliter le transport et la manutention, peut être réalisé en une ou plusieurs zones. Les différentes zones peuvent être raccordées entre elles en série tant que la perte de charge globale reste inférieure à 0,5 bar en circuit fermé et 0,7 bar en circuit ouvert. Au delà il faut prévoir un raccordement en parallèle avec équilibrage naturel ou réglable par vanne d équilibrage. Dans les applications dans lesquelles le capteur solaire travaille sur un circuit fermé, tous les points hauts de la tuyauterie et/ou des collecteurs devront être équipés de dispositifs de purge manuelle ou automatique. Un essai d étanchéité et de tenue à la pression est réalisé systématiquement après installation (1,2 bar de pression d eau) Dans tous les cas, la pression à l entrée du capteur solaire doit être inférieure ou égale à 0,8 bar. La mise en place d un manomètre à l entrée du capteur solaire est fortement conseillée. Elle est indispensable dans le cas d une application en circuit fermé. Suivant le type d application, le débit sera compris entre 25 et 100 litres/h par m². 5.12 Support et fixation Le capteur solaire peut être implanté au sol, sur toiture-terrasse, sur toiture inclinée ou sur châssis métallique. Dans le cas d une application avec échange thermique simple, la pose directe du capteur sur le terre-plein ou sur la toiture sera privilégiée dans la mesure du possible. Dans ce cas, il est préconisé de maintenir le capteur solaire au moyen de sangles tendues et fixées de part et d autre de l absorbeur. Dans le cas d une application en primaire de pompe à chaleur, en particulier dans les régions à faible ensoleillement, on privilégiera une pose sur un support légèrement surélevé par rapport au niveau du sol ou de la toiture. Ce support pourra être par exemple des rangées de parpaings posés sur le sol perpendiculairement aux profilés EPDM. Ce support pourra également être réalisé en acier galvanisé ou en bois bénéficiant d un traitement compatible avec une mise en œuvre extérieure. Dans tous les cas, le profilé EPDM devra reposer sur un point d appui au moins tous les 30 cm. La fixation sur ce support pourra être réalisée à l aide des cavaliers (modèle à cheville ou modèle à clouer) fournis en option, conformément à l illustration présentée figure 6. Il est par contre fortement déconseillé de fixer ou de solidariser les collecteurs au support pour permettre leur libre dilatation. 6. Utilisation et entretien 6.1 Entretien Les capteurs solaires SOLERPOOL ne nécessitent aucun entretien particulier. En cas de fuite accidentelle, les absorbeurs peuvent être réparés au moyen de jonction en cuivre ou en PVC-C et de colliers à oreilles en acier inoxydable. Dans le cadre d'une installation de chauffage direct de l eau de piscine la protection contre le gel est assurée de la façon suivante : - par la déconnexion des collecteurs de capteur solaire du circuit hydraulique pendant les périodes de risque de gel. Le capteur solaire sera simplement mis à la pression atmosphérique en desserrant les bouchons et raccords d entrée/sortie à l extrémité des collecteurs. 6.2 Garantie Le capteur solaire SOLERPOOL bénéficie d une garantie de 10 ans. B. Résultats expérimentaux Performances thermiques Essai réalisé suivant les modalités de la norme NF EN 12975-2 : - laboratoire : CSTB, - date du compte rendu d essai : février 2008, - n du compte rendu d essai : VAL 08-26007273. C. Références La société HELIOPAC installe des capteurs solaires non vitrés depuis 1990. En 2007 la surface de capteurs solaires vendue était de 1 700 m². 14/08-1238 5
Tableau et figures du Dossier Technique Largeur (mm) 92,5 Diamètre intérieur des tubes de circulation (mm) 14,5 Epaisseur des tubes de circulation (mm) 1,4 Epaisseur du voile (mm) 1, 2 Pression maximale de service (bar) 0,8 Poids à vide au ml de profil (kg) 0,45 Poids à vide au m² de capteur hors collecteurs (kg) 4,5 Contenance au ml de profil (litre) 0,66 Contenance au m² de capteur hors collecteurs (litre) 6,6 Diamètre intérieur du collecteur (mm) 42 Diamètre intérieur du collecteur (mm) 48,5 Longueur du collecteur (mm) 300 à 1200 Tableau 1 Caractéristiques dimensionnelles et pondérales des capteurs «SOLERPOOL» Figure 1 Coupe du profilé EPDM Figure 2 Deux types de montage et de raccordement possible 6 14/08-1238
Figure 3 Détail du raccordement hydraulique entre l'absorbeur EPDM et le collecteur ABS Figure 4 Détail des raccords hydrauliques et cavaliers de fixation Figure 5 Mise en œuvre du capteur au sol Figure 6 Principe de fixation sur châssis par cavaliers 14/08-1238 7
Figure 7 Exemple de châssis en acier galvanisé Figure 8 Implantation sur châssis en toiture-terrasse Figure 9 Implantation sur châssis en toiture tuiles 8 14/08-1238