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  • Suivi des systmes combins solaires Guide mthodologique

    Novembre 2004 1/51

    Suivi des Systmes Solaires Combins

    Guide mthodologique

    Mise jour 2004

    Thomas LETZ

    Prambule Les systmes de chauffage solaire, dits "Systmes Solaires Combins" (SSC), car fournissant la

    fois du chauffage et de l'eau chaude sanitaire, se diffusent de plus en plus aussi bien en France que

    dans plusieurs pays europens.

    Exception faite des "PSD" qui ont t abondamment mesurs, les performances relles des SSC

    sont mal connues, en France comme dans les autres pays. L'ADEME a entam une valuation

    srieuse et objective des SSC disponibles sur le march national.

    Le prsent guide a pour but de proposer une mthode de suivi des performances in-situ s'appliquant

    la plus grande partie des SSC. Pour cela, deux nouveaux indicateurs sont proposs, afin de

    caractriser les SSC en faisant abstraction des paramtres influant sur son fonctionnement qui

    varient d'un projet un autre (climat, besoins de chauffage et d'eau chaude sanitaire, surface de

    capteurs solaires installs). Aprs dfinition de ces indicateurs, les mesures ncessaires pour y

    accder, puis les moyens de les calculer, sont prciss.

    Aucun critre de cot n'est pris en compte dans la prsente mthode. En effet, celle-ci ne porte que

    sur les performances thermiques des SSC. Il est bien vident que ce critre, ainsi que des critres

    complmentaires tels que la dure de vie des matriels, la facilit de pose, la qualit des documents

    techniques remis aux installateurs et clients (notice de montage et pose, notice d'entretien et

    conseils, certificat de garantie, autres), sont galement prendre en compte lors de la slection

    d'un matriel par un client.

  • Suivi des systmes combins solaires Guide mthodologique

    Novembre 2004 2/51

    Sommaire Liste des symboles ...............................................................................................................................4

    1. Prsentation des systmes combins............................................................................................6

    1.1. Gnralits ...........................................................................................................................6

    1.2. Classification des systmes..................................................................................................7

    1.2.1. Appoint spar / appoint coupl.......................................................................................7

    1.2.2. Stockage hydraulique pour le chauffage / stockage en dalle ...........................................7

    1.2.3. Chaudire d'appoint spare / brleur intgr..................................................................8

    1.2.4. Stockage court terme / stockage intersaisonnier ...........................................................8

    2. Objectif d'un suivi in-situ pour l'valuation des performances....................................................9

    2.1. Gnralits ...........................................................................................................................9

    2.2. Objectifs du guide ..............................................................................................................10

    2.3. Grandeurs significatives (analyses et propositions)...........................................................10

    2.3.1. Grandeurs usuelles .........................................................................................................10

    2.3.1.1. Taux de couverture des besoins ....................................................................................10

    2.3.1.2. Productivits..................................................................................................................11

    2.3.1.3. Rendements...................................................................................................................11

    2.3.2. Commentaires ................................................................................................................11

    2.3.3. Taux d'conomie d'nergie (formulation gnrale).......................................................12

    2.3.3.1. Taux d'conomie d'nergie thermique .........................................................................14

    2.3.3.2. Taux d'conomie d'nergie tendu ...............................................................................14

    2.3.4. Nouveaux indicateurs.....................................................................................................14

    2.3.4.1. Ressource solaire et besoins..........................................................................................15

    2.3.4.2. Fraction Solarisable des Consommations .....................................................................15

    2.3.4.3. Equation caractristique d'un systme combin ...........................................................17

    3. Equipement de mesures .............................................................................................................18

    3.1. Classification des SSC selon le suivi envisag ..................................................................18

    3.1.1. SSC avec appoint spar pour le chauffage ...................................................................18

    3.1.2. SSC avec appoint coupl pour le chauffage...................................................................19

    3.1.3. SSC avec appoint coupl pour le chauffage, et appoint bois divis ..............................19

    3.1.4. Grandeurs mesures et localisation des compteurs........................................................19

    4. Organigramme de suivi ..............................................................................................................21

    4.1. Utilisation de la fraction d'insolation de la station mtorologique la plus proche ...........22

    4.2. Utilisation de l'irradiation globale horizontale de la station mtorologique la plus proche

    22

    4.3. Mesure de l'irradiation dans le plan des capteurs...............................................................22

    5. Calcul des besoins conventionnels (chauffage et eau chaude sanitaire) ....................................25

    5.1. Besoins de chauffage (mthode simplifie) .......................................................................25

    5.2. Besoins de chauffage (cas gnral) ....................................................................................25

    5.2.1. Identification des paramtres caractristiques de la maison ..........................................26

    5.2.2. Dtermination de la dure de la saison de chauffe.........................................................28

    5.2.3. Calcul de la temprature intrieure quivalente.............................................................29

    5.2.4. Calcul des besoins de chaleur pour le chauffage ...........................................................30

    5.2.5. Indication pour le choix de la temprature de consigne.................................................31

    5.2.6. Pnalits pour non respect de la consigne de temprature intrieure ............................32

    5.2.7. Cas d'un SSC situ dans le volume chauff ...................................................................32

    5.2.8. Cas d'une chaudire et d'un SSC situs dans le volume chauff....................................33

    5.2.9. Cas d'un gnrateur bois divis......................................................................................34

    5.3. Besoins d'eau chaude sanitaire...........................................................................................35

    6. Calcul des consommations conventionnelles (chauffage et eau chaude sanitaire) ....................35

    6.1. Pertes de stockage ..............................................................................................................36

  • Suivi des systmes combins solaires Guide mthodologique

    Novembre 2004 3/51

    6.2. Pertes de gnration ...........................................................................................................37

    6.2.1. Gnrateurs effets Joule ..............................................................................................37

    6.2.2. Gnrateurs combustion..............................................................................................37

    6.3. Consommations lectriques des auxiliaires .......................................................................38

    6.3.1. Chaudire .......................................................................................................................38

    6.3.2. Charge ballon ECS.........................................................................................................39

    6.3.3. Distribution chauffage....................................................................................................39

    6.3.4. Rgulation ......................................................................................................................39

    7. Choix d'un systme de rfrence (sans quipement solaire)......................................................39

    7.1. SSC appoint chauffage spar fonctionnant effet Joule ...............................................40

    7.2. SSC appoint chauffage coupl ........................................................................................40

    8. Vrification du bon fonctionnement d'un systme combin : proposition d'une mthode simple

    pouvant permettre de dtecter rapidement une dri