05 2010
Vous êtes ici: Technologies >> Solaire Thermique - Chauffage d'eau >> En un clin d'oeil >> Chauffe-eau solaire résidentiel

Chauffe-eau solaire résidentiel

Nom de l'élément technologique :

Chauffage des locaux - domestiques - par chauffe-eau solaire (divers systèmes de radiateurs - au sol ou par plinthes). Voir également la fiche sur Les systèmes de chauffe-eau solaires - Chauffer l'eau à des fins industrielles et commerciales.

Date de lancement sur le marché :

Années 1980

Maturité de la technologie :

Éprouvée

État du développement :

Industrie bien implantée affichant plus de cinq années de croissance.

Énergie pouvant être produite (c.-à-d., thermique, électrique) :

Thermique

Applications types :

Donner l'eau chaude nécessaire au chauffage des locaux commerciaux, agricoles ou domestiques. L'eau chaude peut circuler dans différents systèmes de chauffage (hydrique) à eau chaude tels que des plinthes-radiateurs, des canalisations au sol ou des systèmes de tuyauterie dans les murs. Les systèmes de chauffe-eau solaires peuvent également servir à chauffer l'air de circulation au moyen d'un échangeur de chaleur eau-air.

Certaines applications bénéfiques à l'agriculture pour les systèmes solaires de chauffage au sol par rayonnement comprennent le chauffage des cages de parturition du coin à porcelets, du sol en béton des exploitations avicoles, et des ateliers.

Dimensionnement du système et champ des possibles en la matière :

Les principaux composants d'un système de chauffe-eau solaire sont les insolateurs et les réservoirs d'entreposage. Les systèmes de chauffage au sol par rayonnement utilisant de l'eau chaude comprennent des tuyaux de rayonnement à partir du sol intégrés au sol (généralement, des tuyaux de plastique à récepteur photo-électrique de 16 mm), des distributeurs, des thermostats, des valves et des pompes de circulation. La taille de ces composants dépend des besoins en chauffage des locaux, du climat et de l'exposition au soleil. Souvent, les systèmes sont associés à un système de chauffe-eau solaire pour l'utilisation domestique d'eau chaude (voir CES). Lorsqu'il s'agit de concevoir un système de chauffage de l'espace en hiver, plus la demande en eau chaude l'été est grande, plus le système sera efficace. Les systèmes domestiques de chauffe-eau peuvent être rentables s'ils sont conçus de façon à répondre à entre 60 et 80 % des besoins en eau chaude au Canada, mais un système de CES conçu pour répondre à la majorité des besoins de chauffage de l'espace en hiver produira généralement trop d'énergie pour répondre aux besoins en eau chaude de l'été. Une forte demande en eau chaude l'été, pour chauffer les piscines, par exemple, améliorera la rentabilité du système. Les projets de démonstration entreposent la chaleur solaire en été et l'utilisent en hiver pour chauffer les locaux.

Les éléments à prendre en compte au moment de concevoir un système de CES pour chauffer l'espace comprennent la température d'entrée de l'eau, la conception d'un système de chauffage des locaux et la charge calorifique, le type de système auxiliaire, l'espace disponible pour l'entreposage et les insolateurs.

Insolateurs :

La taille de la batterie de capteurs doit être déterminée selon la taille du réservoir d'entreposage choisi ainsi que selon l'exposition au soleil et le climat.

Réservoirs d'entreposage :

Les réservoirs d'entreposage solaires peuvent servir de réservoirs d'entreposage d'eau chaude domestique (deux échangeurs de chaleur, un pour le système solaire et l'autre pour le système auxiliaire de chauffage) et de réservoir de préchauffage séparé. Environ 70 litres par mètre carré de superficie d'insolateur seront nécessaires pour chauffer les locaux et l'eau à des fins domestiques. Le volume d'entreposage de l'eau chaude nécessaire dépendra du type de système de chauffage utilisé, de l'espace à chauffer, de la charge calorifique, du climat et de l'exposition au soleil.

Gamme de performances de la technologie par unité installée :

Au Canada, de 500 à 1000 kWh/m²/an ou de 1,8 à 3,6 GJ/m²/an.

Gamme de coûts par unité d'énergie et par système (unité installée, coût d'entretien) :

Un système domestique pour 2 à 4 personnes peut coûter entre 4 500 $ et 6 400 $. Un système de chauffage au sol par rayonnement coûtera entre 2,50 et 3,50 $/pied carré. Les installations après-coup sont possibles mais plus difficiles à réaliser et plus chères à incorporer qu'un système de chauffage par rayonnement à une nouvelle construction.
Un contrat de maintenance peut être inclus dans les coûts d'installation ou conclu au besoin. Prévoyez payer le tarif horaire d'un plombier. Un système de chauffage solaire à eau chaude dans les climats froids devant chauffer une maison d'environ 2 000 pieds carrés aura besoin de 6 à 10 insolateurs solaires, ce qui coûtera entre 6 000 et 10 000 $...

Retour sur investissement attendu :

Les applications commerciales des systèmes solaires à eau chaude devant chauffer l'eau et les locaux peuvent s'amortir en trois à sept ans. Les systèmes à eau chaude et de chauffage domestique plus petits prendront plus de temps. Les facteurs tels que les incitatifs, l'augmentation des coûts de l'énergie et des dispositions financières favorables influenceront la rentabilité du système.

Conception, installation, entretien et fonctionnement d'un système solaire de chauffage des locaux à l'eau chaude :
Système solaire de chauffage des locaux à eau chaude :

Compétences et connaissances pouvant être utiles : dimensionnement du système solaire de chauffage, CVCAR, plomberie, électricité, mécanique, second œuvre du bâtiment.

Système solaire de chauffage des locaux à eau chaude :

Compétences pouvant être utiles : plomberie, électricité, mécanique, CVCAR, second œuvre du bâtiment et couverture.

Système solaire de chauffage des locaux à eau chaude :

L'entretien dépend du type de système.
Certaines compétences peuvent être requises comme la plomberie, l'électricité et la mécanique.
Tâches à réaliser :
- Contrôler la pression du système.
- Remplacer la solution antigel tous les 7 à 10 ans (pour les systèmes sous pression en boucle fermée).
- Réparer ou remplacer les pompes de circulation.

Faire fonctionner un CES :

Le propriétaire peut surveiller et faire fonctionner son système en s'appuyant sur les instructions de l'entrepreneur ou de l'installateur. L'agent d'opération d'un système à l'eau chaude commercial doit connaître les débits du système, les chutes de pression et d'autres spécificités techniques.

Formation pour les concepteurs et les installateurs :

CanSIA travaille avec des collèges et des universités pour mettre en œuvre des programmes de formation destinés aux concepteurs et aux installateurs de systèmes solaires à eau chaude et reposant sur la certification SHW du North American Board of Certified Energy Professionals. Il existe toute une gamme de formations, des cours en ligne aux informations gratuites, en passant par des ateliers pratiques et des cours de collèges et d'universités. Pour plus d'information, visitez www.cansia.ca. Pour obtenir davantage de renseignements sur la formation sur le chauffage, consultez le www.hrai.org, l'Institut canadien du chauffage, de la climatisation et de la réfrigération.

Exigences relatives au fonctionnement et à l'entretien (p. ex., la durée hebdomadaire de travail et le nombre de personnes) :

Ne nécessite qu'une surveillance et un entretien périodiques pour assurer un bon fonctionnement.
Les pompes et les valves du système de chauffage par rayonnement doivent subir un entretien régulier.

Enjeux ou problèmes potentiels :

 

Rendement du système :

Envisager la certification des insolateurs ou des tubes d'évacuation. Il existe deux systèmes de certification et de cotation : Le Solar Rating and Certification Committee (SRCC) et l'approbation des insolateurs du Florida Solar Energy Center (FSEC).
Un nouveau programme est en place pour donner une certification de l'Association canadienne de normalisation (CSA F379-5) aux systèmes de chauffe-eau solaires, et les systèmes au Canada peuvent désormais demander une certification CSA.
Autres considérations :
Étudier les contrats d'entretien ou les garanties.
S'assurer que le système est adéquatement conçu pour le climat et la charge calorifique.
Vérifier que rien ne fait obstacle à une exposition plein sud dans la plage horaire de 10 h à 15 h et au-delà.

Permis :

Les exigences de permis ne sont pas les mêmes partout au Canada. Les bureaux locaux d'obtention de permis et les décideurs peuvent ne pas connaître les applications solaires à eau chaude ni leurs exigences et auront peut-être besoin de s'informer. S'assurer d'examiner les permis qui pourraient être exigés avant d'entreprendre tout projet.

Garantie et durée de vie espérée des systèmes :

Garantie : 10 ans
Durée de vie espérée : 20 à 30 ans

Évaluation des ressources en énergie solaire :

Les ressources d'origine solaire propres à différents emplacements peuvent être mesurées par des procédés visuels et des inspections ou au moyen d'outils d'analyse disponibles dans le commerce. L'U.S. National Renewable Energy Laboratory propose sur son site des renseignements complets sur les ressources fournies par le rayonnement solaire : http://rredc.nrel.gov/solar/. Des liens donnant accès à des données du rayonnement solaire au Canada sont disponibles sur http://www.canren.gc.ca/resou_asse/index.asp?CaId=55&PgId=452.

Des cartes sur les ressources d'origine solaire au Canada sont disponibles sur http://atlas.nrcan.gc.ca/ et https://glfc.cfsnet.nfis.org/.

Ressources mises en œuvre pour cette technologie et résultats obtenus :

 

Résultats obtenus :

Les insolateurs thermiques convertissent directement l'énergie du soleil en énergie thermique utilisable. La chaleur produite par le CES est utilisée pour chauffer l'espace dans un système par rayonnement, en plus de chauffer l'eau (voir CES- lien).

Ressources mises en œuvre :

 

Le soleil :

Il est préférable de bénéficier d'une exposition plein sud dégagée entre 10 h et 15 h.

Solution antigel et échangeur de chaleur :

De nombreux systèmes utilisent un liquide antigel (généralement du propylèneglycol) et un échangeur de chaleur pour convertir l'énergie du soleil en énergie thermique utilisable. La solution antigel sert généralement plusieurs années avant de devoir être remplacée.

Électricité :

La plupart des systèmes sont dotés de pompes électriques qui font circuler le propylèneglycol dans une boucle fermée sous pression. La quantité d'électricité exigée est minimale. Elle peut être fournie par le réseau ou par d'autres sources telles qu'un panneau photovoltaïque (voir la rubrique « Association possible… » pour de plus amples renseignements).
Le système de chauffage au sol ou par plinthes par rayonnement sera doté de pompes de circulation qui contrôleront le débit de liquide d'échange de chaleur dans les tuyaux.

Association possible avec d'autres systèmes énergétiques (systèmes hybrides et combinés) :

Chauffage de l'eau et de l'espace :
Les systèmes solaires de chauffage de l'espace par rayonnement ne sont généralement par rentables lorsqu'ils sont conçus pour répondre aux besoins de chauffage de l'espace et à la demande d'eau chaude d'une année.

Photovoltaïque (électricité solaire) :

La plupart des systèmes sont dotés de pompes électriques qui font circuler le propylèneglycol dans une boucle fermée sous pression. La quantité d'électricité exigée est minimale. Ces pompes électriques peuvent être en CC et fonctionner par un panneau PV assurant la production d'eau chaude lorsqu'il n'y a pas de réseau électrique.

Liens vers d'autres sources d'information :

 

Source d'informations sur les fournisseurs (au Canada) :

Visitez le site Web de CanSIA pour les coordonnées de fournisseurs et d'installateurs dans votre région : www.cansia.ca.
Énergie Solaire Québec vend pour une somme modique (gratuit pour les membres) un répertoire de fournisseurs et de professionnels pour les ressources énergétiques renouvelables exerçant au Québec : http://www.esq.qc.ca/.

Conseils sur la manière de s'y prendre pour élaborer un projet :

Contactez CanSIA : consultez sa base de données pour trouver un installateur local.
Trouvez un entrepreneur : au moment de louer les services d'un entrepreneur, demandez-lui des références professionnelles émanant d'autres clients ou des exemples de réalisation ainsi que son expérience en la matière.
Prenez contact avec l'inspecteur des bâtiments et le bureau municipal des permis près de chez vous.
Assurez-vous que vous détenez les permis nécessaires et que l'inspecteur est au courant de vos projets avant la construction.
Consultez les liens susmentionnés pour davantage d'information.
Renseignez-vous sur l'existence de mesures d'incitation gouvernementales et d'occasions de financement de soutien. Informez-vous auprès de CanSIA, de RNCan et de vos bureaux énergétiques municipaux et provinciaux.


^ Haut

Créé: 02-13-2008
Modifié: 04-03-2021

Page précédente: En un clin d'oeil

Page suivante: Chauffer l’eau à des fins industrielles et commerciales