Préchauffage solaire en Haute-Saône
à St Loup/Semouse 70
par Philippe Ridderbeeks
Phridder chez aol.com
1) Introduction
Automne 2005, au vu de la hausse substantielle du cours du fuel qui de plus
devint structurelle suite à la pénurie récurrente due à lélévation de la consommation
mondiale ainsi que dune prise de conscience personnelle que nous vivions dans un
monde « fini » je me suis intéressé à lénergie solaire et en quelques clics sur le net
jai déniché le site de Mr Amet Pierre qui ma convaincu rapidement de la faisabilité
dun appoint solaire sous notre ciel de Franche-Comté.
Ayant personnellement beaucoup rénové ma demeure, je me suis rapidement
tourné vers lauto-installation et lauto-construction.
2) Principes
Sagissant dune ancienne ferme en mur de pierre (120 m² habitables) possédant
un chauffage central à radiateurs surdimensionnés suite au renforcement de lisolation à
chaque fois que cela était possible (double-vitrage, doublage des murs par lintérieur,
isolation des plafonds), javais remarqué que leau du chauffage était souvent tiède lors
des journées ensoleillées dès le mois de février.
La chaudière à fuel possédant une vanne 4 voies régulée en fonction de la
température extérieure, jai opté pour le préchauffage du retour chauffage via un
serpentin en cuivre ( couronne de cuivre en 22 mm de diamètre par 35 m de long soit
une surface déchange de 2.4 m²)
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3) Matériel utilisé
Jai rapidement commandé à lassociation Apper 5 panneaux PM tinox de 1.8m²
que je pouvais facilement installer sur une terrasse au sud du bâtiment. (inclinaison à 60°)
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Comme base de calcul pour léchangeur solaire , jai pris la formule
0,2 x Surface des panneaux < Surface de léchangeur < à 0,3 x Surface des panneaux.
Jai utilisé 2 couronnes de cuivre en 14 mm de diamètre par 25 m de long raccordées en
parallèle soit une surface de 2.2 m². .
Pour le réservoir à eau morte, jai utilisé un ancien tank à lait de 1000l maximum
( 1.3m de diamètre sur 72 cms de haut) remplis actuellement à 600l soit une hauteur
deau de 45 cms ) . Il est à noter que le rapport hauteur/ diamètre est défavorable à la
stratification , néanmoins le système fonctionne correctement pour lutilisation
chauffage. Le serpentin du haut repose sur 3 étriers ; je peux donc facilement le
remonter et adapter le volume de mon réservoir à eau morte (de 600l à 1000 L. en cas
daugmentation de ma surface de panneaux solaires.
Lisolation de la cuve est réalisée par un entourage de laine de verre de 10 cms dépaisseur et
de 20 à 30 cms sur le haut de la cuve. Le tout est entouré de lambris en en PVC.
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schéma installation
Rq : Les liaisons cuve- panneaux sont réalisées en PER 16 mm entourées par un
manchon isolant et le tout est placé dans un tube PVC de 100 mm.
La régulation se fait autant pour le serpentin solaire que pour la boucle du
préchauffage du retour radiateur grâce à un interrupteur différentiel électronique .
Protection thermique : la boucle de décharge via un radiateur en cas de surchauffe est
commandée par un thermostat . Ce dernier ouvre lélectrovanne EV2 et ferme lEV1, ce qui
permet de refroidir leau venant des panneaux par le radiateur de surchauffe, ensuite leau
circule dans le serpentin du bas , puis retourne aux panneaux. Ce système de mise en série du
radiateur de surchauffe et du serpentin solaire me garantit un retour deau à moins de 100°c
sous 1 atmosphère puisque la cuve est à pression atmosphérique. En pratique le thermostat de
surchauffe senclenche dès 85° c.
Protection contre les coupures de courant : un onduleur dordinateur accouplé à une
batterie de voiture permet une autonomie dau moins 24 heures. Je nai pas remarqué de
dysfonctionnement du circulateur lorsque celui-ci est alimenté via ce convertisseur qui produit
des pseudo-sinusoïdes. Il est à peine plus bruyant.
En belle saison et en cas dabsence prolongée il est préférable de bâcher les panneaux solaires
pour plus de sécurité.
Protection contre le gel : mélange eau- antigel jusquà 20°c (à base de
monopropylène glycol dilué à 40%)
4) Résultats
Jai mesuré le gain en t° de la cuve à eau morte (600L) . (préchauffage arrêté)
Le 21/12/2006 gain de 19°c par journée froide et bien ensoleillée. Gain de 11400 Kcal.
Le 3/2 /2007 gain de 27°c (le stock est passé de 25 à52°c). Gain de 16200 kcal.
Le 11/3/2007 gain de 35°c (le stock est passé de 30 à 65°c) Gain de 21000 Kcal.
Le 24 /2/2008 gain de 35 °( le stock est passé de 20 à 55 °c) journée ensoleillée . gain de
21000 Kcal
Ce qui est intéressant dans cette installation cest que malgré lutilisation de radiateurs et que
lisolation du bâtiment est assez moyenne (jai encore beaucoup damélioration à faire),
la température de ma cuve à eau morte descend aux environs de 20°c à
25°c durant la nuit. En effet de 19h à 7h du matin , je baisse la température du départradiateur de quelques degrés ce qui par voie de conséquence diminue la température du retour
radiateur également.
En journée hivernale ensoleillée, le préchauffage senclenche aux environs de 30- 35°c pour
se couper vers 25-30°c , la nuit le préchauffage se réactive et la température au matin se
situe vers 20°c- 25°c.
5) Quelques coûts
5 panneaux tinox de 1.8 m² +/- 1500€ (transport y compris)
tank à lait de 1000L doccasion 450€ (frais disolation y compris)
les 2 serpentins en cuivre (35 m en 22 mm et 2 couronnes 25 m en 14 mm) 370€
2 interrupteurs différentiels basique 32€
1 thermostat (surchauffe) 25€
2 électrovannes 130€
1 vanne motorisée 4 voies 100€
fournitures plomberies +/-200€
supports en fer (profilés) 350€
onduleur doccasion 20€
batterie dautomobile 60€
monopropylène glycol 100€soit - de 3500 €
6) Projets futurs
Linstallation de LECS est un projet à court terme . Elle sera basée sur un ballon
solaire de 300 l à double serpentins. Mon chauffeeau électrique actuel de 150L sera
connecté en série avec ce dernier. Comme particularités il est à noter : la gestion de la
surchauffe(dès 65°c) grâce à la cuve à eau morte ; les calories stockées par celle-ci ne seront
pas toutes perdues puisque je connecterai le serpentin haut du ballon deau chaude (300L) au
serpentin haut de ma cuve à eau morte (régulation par thermosiphon et électrovanne ou par
interrupteur différentiel via un circulateur) ce qui doit permettre une augmentation de
lautonomie .
Doubler la surface de panneaux et renforcer lisolation du bâtiment.
Abandonner lénergie fuel au profit dune chaudière à bois ou à pellets.
7) Remerciements
Un grand merci à lassociation Apper , à son président, au forum,.. sans
qui je naurais pas mis le pied à létrier au vu des prix pratiqués par la filière professionnelle.
Un grand merci particulier à Jean G. de Basse Rentgen qui ma ramené mes 5
panneaux lors dun groupement dachat en Février 2006.
Philippe Ridderbeecks