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Table des matières
Préface
Partie théorie : les bases du chau age solaire 1
Dé nir ses besoins de chau age 2
Puissance et énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Les différentes unités de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Applications pratiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Coûts de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Calcul des déperditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Le coeffi cient de déperdition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
La température extérieure de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Applications et résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Besoins énergétiques de chauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Calcul du besoin énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Les degrés jours unifi és . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Applications et résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Besoins énergétiques en eau chaude sanitaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Calcul du besoin énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Applications et résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Capter la chaleur 8
L’énergie disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
L’orientation et l’inclinaison des capteurs, les masques . . . . . . . . . . . . . . . .9
L’orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
L’inclinaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Le surdimensionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Le masque solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Les différents types de capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Capteurs plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Capteurs à tubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Capteurs plans autoconstruits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Comparaison entre les capteurs plans et les capteurs à tubes . . . . . . . .18
Quelques considérations de géométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Quelques éléments de défi nition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Effi cacité des capteurs solaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Rendement d’un capteur par la méthode française . . . . . . . . . . . 21
Rendement d’un capteur par la méthode européenne . . . . . . . 23
Passage d’une méthode à l’autre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Autres façons d’utiliser les courbes de rendement . . . . . . . . . . . . 24
Défi nition d’un capteur idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Cas concret : comparaison de quatre capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Première évaluation : rendement des capteurs
avec DT = 30 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Deuxième évaluation : rendement des capteurs
dans différents montages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Troisième évaluation : capteurs à tubes horizontaux
ou verticaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
À retenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Transporter la chaleur 33
Inventaire des composants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Le circuit primaire de capteur solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Le circuit secondaire d’utilisation des calories
pour l’eau chaude sanitaire et le chauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Le choix du fl uide caloporteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Les propriétés du fl uide caloporteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Eau + antigel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
La circulation du fl uide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Thermosiphon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Circulateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Le raccordement des capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Raccordement avec ajout d’une vanne
d’étranglement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Raccordement en série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Boucle de Tickelman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Montage classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
La nature des tuyaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Les propriétés attendues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Les matériaux les plus utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
La tenue en pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Le raccordement des liaisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
L’isolation de la tuyauterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Liaisons extérieures et liaison chaude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Liaisons intérieures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Le dimensionnement de la tuyauterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Les pertes de charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Débit nécessaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Pertes dans les tuyaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Dimensionnement de la pompe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Cas particulier du thermosiphon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
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