les systemes de chauffage solaire disponibles sur le

CHAUFFAGE SOLAIRE
LES SYSTEMES DE CHAUFFAGE SOLAIRE
DISPONIBLES SUR LE MARCHE BELGE
Nous présentons ci-après les principaux systèmes disponibles
sur le marché belges.
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Il existe de nombreux systèmes qui assurent le chauffage solaire
couplé à une production d’eau chaude sanitaire. Au début de leur
développement, la majorité des systèmes installés comportaient
un double système de stockage, un pour l’eau chaude sanitaire
et l’autre pour le chauffage des locaux. Bien souvent, le système
visait un stockage saisonnier pour le chauffage et se traduisait
donc par des volumes très grands. Aujourd’hui le marché belge
s’oriente principalement vers des systèmes combinés dont le
réservoir « combine » non seulement le stockage pour l’eau sanitaire et le chauffage, mais aussi s’associe à la chaudière pour en
améliorer l’efficacité. Ils ne visent plus le stockage saisonnier, mais
une fraction solaire de 20 à 50 %. Ils sont donc plus compacts
et économiquement plus intéressants.
Système combiné par chauffage solaire du retour
de chauffage
Le système le plus simple consiste à dévier l’eau de retour du
circuit de chauffage vers l’échangeur de chaleur interne du réser-
© WAGNER
Schéma de système combiné par chauffage solaire du retour de chauffage
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L’ « Agence Internationale de l’Energie » en a analysé plus d’une vingtaine dans le
groupe de travail « Solar combisystem » de la task 26 – http://www.iea-shc.org
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voir de stockage solaire. La régulation ne pilote cette déviation que
si la température du réservoir est supérieure à celle du retour.
L’avantage de ce système est d’être simple du point de vue
hydraulique et donc d’un coût avantageux. Par contre, il ne maximise pas la production solaire.
Par exemple, si on a besoin d’eau à 50°C dans les radiateurs, que
le retour des radiateurs est à 35°C et qu’il n’y a que 34°C dans
le réservoir solaire, le soleil ne participera pas au chauffage de la
maison. Dès lors, les calories solaires stockées dans le réservoir
ne seront pas utilisées avant que la température du réservoir ne
dépasse les 35°C, ce qui n’arrivera peut être que le jour suivant.
A l’opposé, dans le même exemple, si le réservoir solaire était à
50°C, l’eau sera chauffée à 100 % par l’énergie solaire mais le
passage dans la chaudière, connectée en série, avant d’alimenter
le circuit de chauffage fera perdre inutilement quelques degrés.
Système combiné avec réservoir tampon
L’utilisation d’un tampon améliore le rendement d’une chaudière
(obligatoire pour les chaudières au bois). Dans le cas d’un
couplage avec un système solaire, le réservoir solaire est utilisé
CHAUFFAGE SOLAIRE
mettre en route pour le complément de 2 kW, ce qu’elle ferait avec
un mauvais rendement, sa puissance étant supérieure à la
demande. Grâce à la rampe commune, la demande sera satisfaite par les 3 kW fournis par le soleil et par la chaudière, dont la
production au delà des 2 kW nécessaires sera envoyée dans le
stockage. Ainsi, la chaudière, fonctionnant à sa puissance nominale, a un meilleur rendement et les apports solaires, étant utilisés
en direct, sont maximisés. L’inconvénient de ce système est de
devoir rajouter des circulateurs supplémentaires par rapport à un
système classique et donc d’en augmenter le coût.
© WEISHAUPT
Plancher solaire direct
Un système de chauffage solaire largement répandu essentiellement en France est le plancher solaire direct (PSD). Le principe
consiste à envoyer directement le fluide caloporteur chauffé par
les capteurs dans un plancher sans passer par aucun échangeur
de chaleur, ni stockage tampon. Le plancher est une dalle de
béton de plus de 10 cm d’épaisseur qui fait office de stockage
et d’émetteur de chaleur à basse température. Au besoin, le
fluide caloporteur des capteurs réchauffe aussi un réservoir pour
l’eau chaude sanitaire. Un système d’appoint complète, si nécessaire, l’approvisionnement en énergie.
comme réservoir tampon du circuit de chauffage. Ainsi le retour
des radiateurs se fait toujours dans le réservoir solaire.
L’installation définira un taux de chargement de la cuve, c'est-àdire, la part réservée exclusivement au solaire (partie inférieure).
Par exemple, il est possible de décider de « tamponner » de
l’énergie sur 50 % de la hauteur du réservoir avec un unique
démarrage de la chaudière le matin, et de laisser les 50 % restants
utilisables pour les apports solaires. Cette technique sera donc
intéressante pour améliorer le rendement de la chaudière et le
rendement des capteurs solaires qui, pour cela, doivent toujours
avoir la possibilité de chauffer une partie de l’eau de stockage.
L’inconvénient du système est qu’il impose le stockage de
l’énergie même en cas de demande de chauffage.
Système combiné avec rampe commune
Dans ce troisième système avec rampe commune, toutes les
sources d’énergie sont reliées à une rampe de distribution
commune (collecteur). Le collecteur permet de distribuer la
chaleur sans devoir passer nécessairement par le réservoir de
stockage. La chaleur solaire y est transférée au moyen d’un
échangeur à plaques et un autre échangeur à plaques permettra
le chauffage de l’eau sanitaire. Ce système a pour avantage de
pouvoir profiter de différentes sources d’énergies en parallèle et
d’éviter de stocker cette énergie produite alors que le bâtiment
est en demande d’énergie. En même temps, la production excédentaire d’appareil non modulant (capteurs solaires, chaudière à
bois, ancienne chaudière à mazout,…) peut être tamponnée. Par
exemple, si le chauffage du bâtiment ne requiert que 5 kW de puissance (cas d’une maison bien isolée à mi saison) et que le soleil
ne peut fournir que 3 kW en instantané, la chaudière devra se
© SONNENDACH
Schéma de système combiné à rampe commune
© ADEME
Schéma de système combiné à réservoir tampon
Schéma de plancher solaire direct
Il existe encore quelques systèmes sur le marché belge, mais ils
sont pratiquement tous des variantes de ces systèmes brièvement présentés.u
MICHEL HUART ET GUILLAUME RABOLLI
Pour en savoir plus, le centre documentation de l’APERe
dispose des ouvrages de références suivants :
• « Installations solaires thermiques, conception et mise en
œuvre » F.A. PEUSER, K-H REMMERS, M. SCHNAUSS,
Systèmes solaires, 2005
• « Solar Heating Systems, a design handbook for solar
combisystems » W. WEISS, IEA 2003
• « Comment installer son chauffage solaire » Revue
Systèmes solaires, le journal des énergies renouvelables,
n°180 juillet/août 2007
• « Le système solaire combiné » Guide pratique de l’ADEME,
septembre 2002
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