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sur des installations de chaleur solaire collective L’objectif principal du document est de mettre à disposition de la filière des ratios permettant de dimensionner au plus juste une installation solaire thermique performante en écartant au maximum les risques de surdimensionnement



Brochure technique sur le solaire thermique

4 2 Principes de dimensionnement 21 – Degré de couverture solaire 21 – Degré d'exploitation 21 4 3 Installation pour la production d'eau chaude sanitaire 22 – Consommation de dimensionnement 22 – Volume du réservoir 23 4 4 Installation pour le chauffage d'appoint 24 – Besoin de chaleur estival 25



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Comment dimensionner une installation solaire ?

Pour pouvoir dimensionner l'installation solaire, la consommation d'eau chaude doit d'abord être déterminée. La différence entre le besoin maximal et la consommation de dimensionnement est essentielle. Le besoin maximal constitue la base de calcul de la sécurité d'approvisionnement.

Quelle est la base de dimensionnement d'un chauffage d'appoint solaire ?

La base de dimensionnement d'un chauffage d'appoint solaire repose toujours sur le besoin de chaleur en été. Il comprend le besoin de chaleur pour la production d'eau chaude sanitaire et pour d'autres consommateurs qui peuvent également être approvisionnés par l'installation, par exemple pour chauffer des caves en été afin d'éviter la condensation.

Comment dimensionner son chauffage solaire thermique ?

Pour dimensionner son chauffage solaire thermique, il faut déterminer la surface en fonction de vos besoins. Il est important de bien réaliser cette étape car un surdimensionnement ne permet pas d’avoir un bon rendement. Ça abîme votre solution d’appoint. Le plus simple, ça reste de faire appel à un professionnel.

Comment calculer la quantité de rayonnement solaire réellement transformée en énergie thermique solaire ?

Pour pouvoir calculer la quantité de rayon- nement solaire réellement transformée en énergie thermique solaire, il faut tenir compte de la durée du rayonnement. L'énergie est le produit de la puissance et du temps, l'unité de mesure est le wattheure (Wh).

FICHE TECHNIQUE

SOCOL 2021 - www.solaire-collectif.fr

1.

Les professionnels impliqués au sein de SOCOL se sont concertés afin de proposer ici des ratios

correspondant à des besoins réalistes

Ces ratios sont élaborés sur la base de nombreux audits, mesures et études réalisés dans toute la France

sur des installations de chaleur solaire collective. des ratios permettant de

dimensionner au plus juste une installation solaire thermique performante, en écartant au maximum les

risques de surdimensionnement.

Les ratios pour le dimensionnement solaire seront différents des valeurs prises pour un dimensionnement

d 2.

Logement :

30 litres par personne et par jour à 60°

Donnée équivalente à 54 C.

Variations saisonnières :

(valeurs de variations moyennes, à affiner suivant le type de logement) Ratios des besoins en eau chaude sanitaire pour le dimensionnement des installations en solaire thermique collectif

Maison de retraite

Hôpital

Hôtellerie

Restauration

Camping

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3. Précautions d'utilisation de ces ratios

- Préambule sobriété énergétique,

objectif de diminution des volumes d'eau chaude sanitaire concernés prévoir des équipements

- Rappel : préchauffage de l'eau chaude sanitaire : il existe toujours un système d'appoint permettant d'atteindre la consigne (confort et sécurité) pour l'usager. de mesures précises, le dimensionnement de ointe. - Calorifugeage essentiel de tout le dispositif de production, de stockage et de distribution.

- Ratios basés sur des besoins à 60°C et issus de la synthèse des fourchettes basses en besoins ECS

constatés sur toute la France à recalculer sur une base de besoins à 40°C et à adapter en fonction

de la localisation géographique spécifique au projet. - Ratios constituant des valeurs indicatives par défaut : à affin - Campagnes de mesures : pertinentes (si possible) voire obligatoires (Fonds Chaleur ADEME). - Ratios compatibles type SOLO 2018. - V valeur maximum du taux de couverture moyen mensuel obtenu pour la période estivale. Toujours utiliser la variation saisonnière froide sanitaire dans le logiciel. - C

vers des technologies adaptées (type auto-vidangeable ou capteurs spécifiques) pour se prémunir

des risques de surchauffe. - Ps en solaire thermique collectif et leur usage en fonction des applications, consulter les schémas SOCOL (www.solaire-collectif.fr).

4. Ratios pour le prédimensionnement des installations de production

Les ratios suivants permettent de pré-dimensionner le volume de stockage et la surface de capteurs solaires

thermiques pour une inclinaison de 45° et une orientation de 0° sud. Pour cela, il est nécessaire de

sélectionner :

1. Le volume de stockage = consommation journalière minimale mensuelle (Vminmensuel).

NB : il est préconisé de privilégier comme base de calcul, les volumes de consommation minimum

constatés sur les mois de . En effet, les consommations estivales notamment,

De plus, ce volume est à prendre avec

précaution, il sera nécessaire de réaliser des calculs de vérification avec un logiciel de type SOLO 2018

après cette étape de prédimensionnement.

Point de vigilance : des mesures de consommation anormalement faibles peuvent révéler des

dysfonctionnements auxquels il faut être attentif afin de ne pas fausser le dimensionnement. Par exemple,

des problèmes de réglage des vannes utilisées pour le retour de bouclage peuvent provoquer de fortes

dans le mitigeur lors de soutirages, entrainant un by-pass significatif du compteur de débit de boucle est trop important.

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2. Situation géographique Rapport Vminmensuel / Sestimée

1/3 nord de la France 40 - 45 l/m²

1/3 centre de la France 50 - 75 l/m²

1/3 sud de la France 70 - 100 l/m²

La valeur de sortie Sestimée sera la valeur de prédimensionnement de la surface de panneau. Cette valeur

Rappel : un taux de couverture solaire utile est optimisé lorsqu atteint 85 à 90 % pour le ou les mois

critiques, soit

sanitaire, généralement la période estivale avec les départs en vacances en métropole.

a. Ratios de dimensionnement avec alimentation du bouclage

Lorsque

sanitaire " au robinet

est préconisé de majorer ces ratios de dimensionnement en fonction des pertes dues au bouclage.

Lgénéralement entre 0.6 et 1.5, et

les pertes du circuit de bouclage sont souvent sous-( de multiples raccordements, et donc des risques significatifs de ponts thermiques). es pertes de bouclage, par la mesure des températures aller et retour, ainsi que du débit. Par mesure "garde-fous», il peut être suggéré de retenir les ratios suivants :

Qdis=0.6 QECS pour les immeubles neufs.

Qdis= 1 QECS pour les immeubles anciens.

Dimensionnement de la surface de capteur solaire

Au regard du dimensionnement classique des installations solaires thermiques collectives sans prise en

compte du bouclage sanitaire, la surface complémentaire de capteurs solaires peut être évaluée à :

10% pour Qdis=0.6QECS

30% pour Qdis=QECS

dimensionnement du circuit primaire (débit, échangeur de chaleur).

Dimensionnement du volume de stockage

Par rapport au dimensionnement classique des installations solaires thermiques collectives sans prise en

compte du bouclage sanitaire, le volume de stockage peut être maintenu identique

Pour plus de détails, veuillez vous référer au guide SOCOL consacré au bouclage sanitaire.

b. Spécificités : eau technique, piscines collectives

Veuillez consulter les deux livrets SOCOL qui ont été spécifiquement élaborés pour aider à la conception

des installations de chaleur collective en eau technique et pour les piscines collectives.

5. Contacts

SOCOL remercie les contributeurs ayant participé à la version 2021 de cette fiche : ADEME, ALLIANCE

GRDF, INES, TECSOL.

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