IceSol -Système de chauffage avec pompe à chaleur solaire et stock à changement de phase Energie Solaire SA Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 1/29
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. 50 000 m 2 Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 2/29
Index: 1. IceSol l idée 2. Le concept 3. Les composants clés 4. Principe de fonctionnement 5. Exemple «La Cigale» 6. Avantages Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 3/29
L idée Soleil Air Terre Eau/ Glace ICESOL chauffage et eau chaude sanitaire Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 4/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 5/29
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Le concept Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 7/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 8/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 9/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 10/29
Rendement ICESOL PAC solaire avec stock à changement de phase Composants clés: Capteurs sélectifs non-vitrés Capteur solaire thermique 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 DOUBLE FONCTION Capteur sélectif non-vitré AS Capteur plan vitré 0-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 11/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 12/29
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 -20-10 0 10 20 30 Température sortie stock de glace [ C] Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 13/29 COP [-] Energie disponible [kwh/m3] 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0-120 100 80 60 40 20 0 W35 W55 Plage de température évaporateur PAC -10 0 10 20 30 Température entrée évaporateur [ C] Plage de température évaporateur PAC
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Principe de fonctionnement: utilisation solaire directe Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 15/29
Principe de fonctionnement: utilisation solaire indirecte Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 16/29
Principe de fonctionnement: utilisation de chaleur latente Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 17/29
Principe de fonctionnement: solaire indirect & secours Capteurs solaires Chaudière (secours) Pompe à chaleur Stock de glace Chauffage Eau chaude Stockage Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 18/29
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Exemple «La Cigale» o La plus grande rénovation Minergie-P (273 logements, SRE 19 000 m 2 ) en Suisse o 1 740 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 1 770 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 : www.renov-lacigale.ch Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 20/29
Exemple «La Cigale» Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 21/29
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 1 350 000 560 000 1 230 000-990 000 500 000 Subventions CHF 370 000 60 000 370 000 170 000 60 000 Coût annuel amortissement et exploitation CHF/an 91 000 50 000 88 000-86 000 44 000 Coût annuel pour l'énergie CHF/an 54 000 70 000 51 000-77 000 132 000 Coût annuel total CHF/an 145 000 120 000 139 000-163 000 176 000 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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 22/29
Exemple «La Cigale» Consommation d'énergie pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire (kwh/an) 395'812 251'053 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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 23/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 24/29
Exemple «La Cigale» Bâtiment Vidollet: bilan mensuel de la production et consommation de chaleur Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 25/29
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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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 27/29
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 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 28/29
Merci pour votre attention ENERGIE SOLAIRE SA Bernard Thissen Rue des Sablons 8 CH-3960 SIERRE T: +41 27 451 13 20 www.energie-solaire.com Version 16.03.2015 ENERGIE SOLAIRE SA www.energie-solaire.com 29/29