La régulation d’une installation solaire

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La régulation d’une installation solaire vise à régler le flux d’énergie entre tous les composants du chauffe-eau solaire : le capteur, le ballon de stockage et l’utilisateur par :

  • La régulation du chargement, pour la conversion optimale du rayonnement solaire en chaleur et son transfert vers le ballon de stockage.
  • La régulation du déstockage (lorsque le déstockage ne se produit pas automatiquement par soutirage), pour garantir un transfert optimal de la chaleur du ballon de stockage vers l’utilisateur.

Dans les petites installations ayant un stockage d’eau sanitaire biénergie (une part solaire, une part conventionnelle), la régulation du déstockage n’est pas nécessaire.

Les fonctions d’une régulation solaire

Pour qu’une installation solaire de chauffage de l’eau sanitaire fonctionne parfaitement, il faut une régulation optimale mais raisonnable :

  • Les températures du circuit capteur doivent être maintenues au minimum.
  • Une configuration simple du système avec des régulations simples est préférable.
  • Les seuils d’enclenchement et d’arrêt du système, doivent pouvoir être réglés facilement.
  • Les sondes de régulation doivent être intégrées dans le système et doivent pouvoir fournir, à chaque instant, des valeurs de mesure précises.
  • La précision de la régulation (sondes et électronique) doit permettre d’éviter des erreurs d’enclenchement lors de seuils inférieurs.

Les différentes méthodes de régulation de chargement solaire

La régulation de chargement comporte deux parties :

  • La régulation du circuit capteur.
  • La régulation du transfert thermique vers le ballon.

La régulation du circuit capteur s’effectue toujours de la même manière, quelle que soit la taille de l’installation.

Le débit de l’ensemble du champ de capteurs est ajusté au rayonnement solaire réel à l’aide de la pompe de circulation commandée par la régulation électronique.

En revanche, il existe différentes régulations pour le transfert thermique vers le ballon de stockage :

La régulation du chargement du ballon à échangeur de chaleur interne : des sondes sur le capteur et dans la partie basse du ballon déclenchent la pompe lorsque la valeur de différence entre la sonde du panneau et la sonde du ballon est supérieure à une valeur définie. Pour éviter que pendant les chaudes nuits d’été, la pompe ne se déclenche, on installe une minuterie qui empêche tout enclenchement pendant la nuit. Une sonde en partie haute du ballon évite que le ballon surchauffe.

La régulation du chargement du ballon à échangeur de chaleur externe : la régulation d’un système à échangeur de chaleur externe se compose toujours d’une régulation du circuit capteur et d’une régulation du déstockage thermique. Dans ce genre de système il y a deux pompes, une pour le champ de capteurs et une pour le chargement du ballon de stockage. La pompe de chargement du ballon ne se met en route que si le différentiel de températures entre la sonde du départ du circuit et celle du bas du ballon est suffisamment élevée. Une sonde en haut du ballon de stockage contrôle la température maximale permise et arrête les deux pompes.

La régulation du chargement à niveaux multiples : Il y a trois principes pour le chargement stratifié.

  • La stratification active est régulée par des vannes et des pompes. Celles-ci guident le fluide caloporteur dans les différents échangeurs placés à différents niveaux à l’intérieur du ballon de stockage.
  • La stratification active dans le cas de ballons multiples, avec chargement régulé d’un seul des réservoirs.
  • La stratification passive, générée par le principe des différences de densité.

Les différentes solutions de chargement d’un ballon de stockageLes différentes solutions de chargement d’un ballon de stockage

La régulation du déstockage vers l’utilisateur

Les ballons de stockage des installations solaires sont automatiquement déstockés lors du soutirage de l’eau chaude et du retour de l’eau froide dans la partie inférieur du ballon.

Seul le cas d’un ballon tampon de stockage se déversant dans un ballon d’appoint ou un ballon avec préchauffage, mérite une régulation complexe.

Ce n’est pas utilisé dans les installations solaires thermiques domestiques.

En conclusion

La régulation d’un chauffe-eau solaire domestique doit toujours être la plus simple possible.


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