COMMENT MARCHE UN CHAUFFE-EAU SOLAIRE ?

Comment fonctionne un chauffe-eau solaire ?

Le chauffe-eau solaire individuel, raccourci en CESI,  permet de produire de l’eau chaude sanitaire.

Le chauffe-eau solaire individuel est composé de plusieurs éléments :

Les capteurs solaires qui permettent de transformer l’énergie du soleil en chaleur comme le ferait une chaudière avec un combustible par exemple
L’échangeur thermique, qui est un serpentin par lequel l’eau sanitaire est réchauffée
Le circuit primaire dans lequel coule un liquide caloporteur à base d’eau et d’antigel. En passant dans les tubes du capteur solaire le liquide s’échauffe et chemine jusqu’à un ballon d’eau.
Une régulation pour gérer les écarts de température entre le liquide caloporteur et l’eau sanitaire du ballon.
Un dispositif de stockage, une cuve métallique, ou ballon d’eau. A chaque fois qu’une quantité d’eau chaude est consommée elle est remplacée par la même quantité d’eau froide réchauffée à son tour par le liquide du circuit primaire.

Les capteurs solaires servent à absorber l’énergie solaire et à la transférer sous forme de chaleur à un fluide caloporteur a la fois composé d’eau et d’antigel. La chaleur de ce fluide monte à 60°C, et il arrive dans un ballon alimenté en eau froide (circuit primaire). Grâce à un échangeur thermique (serpentin) l’eau chauffe. Par la suite, le fluide refroidi repart vers le capteur ou il est chauffé à nouveau.

3 types de chauffe-eau solaire :

Des systèmes séparés

Les capteurs solaires et le ballon sont séparés. Le ballon est placé à l’intérieur du bâtiment.

  • Le chauffe-eau solaire à éléments séparés en thermosiphon

La circulation du liquide caloporteur est naturelle. La variation de température entraîne la mise en mouvement du liquide, qui est transféré jusqu’au ballon de stockage situé juste au dessus du capteur Le fluide s’élève naturellement par thermo-circulation. Le ballon de stockage se situe au dessus des capteurs solaires.

  • Le chauffe-eau solaire à éléments séparés à circulation forcée

C’est le modèle le plus courant. Le ballon est placé à l’intérieur du bâtiment.  Les capteurs solaires et le ballon sont séparés.
La circulation du liquide caloporteur est forcée. Une pompe électrique (le circulateur) s’enclenche dès que le fluide est plus chaud que l’eau sanitaire du ballon. Le ballon de stockage est installé n’importe où dans le bâtiment, même en dessous des capteurs. La performance de ce type de CESI est supérieure à celle des thermosiphons.

Pour pallier le manque d’apport solaire, le recours à une deuxième source d’énergie via un dispositif d’appoint intégré ou non au ballon de stockage est indispensable.

Un chauffage d’appoint

  • Un chauffage d’appoint intégré

Il s’intègre au système de production de chaleur solaire. Un deuxième échangeur (serpentin) raccorde le ballon de stockage à un système d’appoint, généralement une chaudière classique (fioul, gaz, bois, électrique). Cet appoint peut être aussi fourni par une résistance (appoint électrique) placée à l’intérieur du ballon.
La régulation gère automatiquement la mise en route et l’arrêt de l’appoint, si l’ensoleillement est insuffisant pour répondre au besoin en chauffage du bâtiment.

  • Un chauffage d’appoint séparé

Il est indépendant du système de production de chaleur solaire.
C’est une formule moins onéreuse mais plus contraignante. Il s’agit généralement d’utiliser un second chauffe-eau qui prend le relais du chauffe-eau solaire. Ce système est intéressant à mettre en œuvre si vous avez déjà un ballon d’eau (en rénovation).

Un système monobloc

  • Le chauffe-eau solaire monobloc

C’est un système simple et d’un coût d’investissement faible. Les capteurs solaires et le ballon sont fixés sur le même châssis. Le fluide est chauffé lorsque l’ensoleillement est convenable. La variation de température entraîne la mise en mouvement du liquide, qui est transféré jusqu’au ballon de stockage situé juste au dessus du capteur. Le fluide s’élève naturellement par thermo-circulation. L’utilisation d’un chauffe-eau solaire monobloc est bien adaptée pour un climat chaud.
En revanche, le ballon d’eau étant placé à l’extérieur il se refroidit vite.