Le raccordement électrique

Il faudra prévoir un bon branchement à la terre de section 2.5 mm2, ainsi que la liaison que la liaison équipotentielle du chauffe-eau et des pièces ou appareils métallique se trouvant dans le local. Cette liaison se fera avec un conducteur en cuivre de section 4 mm2. La pose d’un dispositif bipolaire de coupure manuelle et de protection (interrupteur et coupe-circuit) ou d’un disjoncteur assurant, alors d’un défaut d’isolant, la mise hors circuit de la partie d’installation endommagée. Section des conducteurs alimentant le chauffe-eau : 2,5mm2.

Le thermostat

Cet organe a deux fonctions :

• Une fonction de contrôle de la température. Il coupe le courant lorsque la température de consigne choisie par l’utilisateur est atteinte et le rétablit lorsque celle-ci s’abaisse ;
• Une fonction de sécurité surchauffe. L’appareil coupe toute circulation de courant électrique lorsque la température de l’eau dépasse 95°C.

Le fonctionnement : la température de l’eau agit sur la sonde, laquelle, par différence de dilatation linéaire entre les métaux le constituant, commande l’interrupteur que porte le thermostat. Une molette de réglage permet de modifier la température de déclenchement du thermostat.
La sécurité complémentaire : le thermostat comporte une sécurité thermique à coupure omnipolaire fonctionnant en cas d’élévation anormale de la température dans le chauffe-eau 95°C.

Les éléments chauffants

Trois types d’éléments sont utilisés :
La résistance céramique : elle est protégée par un fourreau appelé corps de chauffe ou foyer. Ce procédé permet l’accès à l’élément de chauffe sans nécessité de vidange du chauffe-eau.
La résistance thermoplongeur (blindée) : elle est directement en contact avec l’eau et nécessité la vidange préalable du chauffe-eau en cas d’intervention sur la résistance.
La résistance blindée hors d’eau : la résistance est isolée de l’eau par un tube en verre. Le changement de la résistance ne nécessite pas la vidange préalable du chauffe-eau.
Protection complémentaire : l’anode
Le rôle de l’anode consiste à protéger la cuve contre les particules de cuivre provenant de l’installation et pouvant former un effet de pile sur la paroi du chauffe-eau. Elle est réalisée en magnésium.

Le rayonnement solaire

Une partie de l’énergie du soleil à maintenir sa propre température. Le reste est rayonné dans l’espace et là encore une partie arrive à la surface de la terre. Le rayonnement solaire est une superposition d’ondes dont les longueurs vont de 0,25 à 4 microns. 1 micron = 0,001 millimètre = 1µ.

L’énergie reçue

Elle dépendra de l’exposition du capteur solaire. L’énergie reçue sera faible si les rayons sont trop inclinés par rapport à la surface du capteur. Elle sera forte pour une inclinaison perpendiculaire aux rayons solaires. Les dispositifs de pose des capteurs ne permettent pas de suivre la trajectoire du soleil. On choisira donc la position fixe qui permettra de capter le plus d’énergie possible pour l’usage qu’on s’est fixé. Si on a besoin d’eau chaude toute l’année, on placera le capteur orienté au sud et incliné sur l’horizontale de façon à être perpendiculaire aux rayons. C’est-à-dire d’un angle égal à la latitude du lieu augmenté d’environ 10°.

L’effet de serre

Le verre laisse passer le solaire. L’absorbeur est peint pour absorber le rayonnement solaire et d’échauffer. Sa température pourra monter de 40 à 100°C. Ensuite, il va lui aussi émettre entre 4 et 70°C, c’est-à-dire dans l’infrarouge. Le verre ne laisse pas passer l’infrarouge et va donc s’échauffer entre 30 et 50°C, et rayonner à son tour.
L’absorbeur va ainsi recevoir le rayonnement solaire augmenté d’une partie du rayonnement de la vitre. C’est l’effet de serre.

L’installation solaire

Elle se compose d’un capteur, d’un réservoir de stockage et d’un circuit reliant le capteur et le réservoir.
Deux principes d’installation
installation en thermosiphon : l’eau s’échauffe dans le capteur, elle devient ainsi plus légère que l’eau froide et va alors monter dans le réservoir. L’eau dans le réservoir va se refroidir au moment du tirage de l’eau chaude devenir plus lourde. Elle va ainsi descendre, de sorte qu’une circulation se produit situé au-dessus du réservoir.
Installation forcée : on utilise un circulateur électrique pour faire circuler l’eau. Cela permet une circulation plus rapide de l’eau, un montage du capteur pouvant se placer au-dessus ou en dessous du réservoir, une réduction des diamètres des tubes et un meilleur contrôle des températures.
Constitution d’un circuit solaire
Le circuit fermé : la majorité des installations solaires se font avec un circuit fermé et échangeur dans le réservoir.
Le principe de fonctionnement du circuit fermé
Un circuit fermé est un réseau dans lequel l’eau n’est pas en, contact avec l’eau d’un autre réseau. Le lieu d’échange de chaleur se fait par l’intermédiaire d’un échangeur. Même si celui-ci réduit d’environ 10 à 40 % le rendement de l’échange de chaleur, il a l’avantage de réduire les problèmes d’entartrage du circulateur et permet la pose du capteur à l’extérieur des locaux, ce qui nécessite l’addition d’antigel pour éviter les risque de gel. Cela est possible dans le cas d’un circuit fermé.

Description et éléments d’un chauffage solaire

Le capteur permet de chauffer l’eau avec le rayonnement solaire, grâce à l’effet de serre. Le réservoir constitue un stockage d’eau chaude. Il est composé de deux circuits : un circuit de réchauffage de l’eau par le soleil et un circuit de soutirage avec entrée de l’eau froide et sortie d’eau chaude sanitaire. Le réservoir ainsi que le circuit capteur seront isolé pour éviter les déperditions thermiques.
Le groupe de sécurité
Il réunit quatre fonctions : robinet d’arrêt, clapet antire tour, soupape de sécurité, robinet de vidange. Le groupe de sécurité se place sur l’arrivée d’eau froide du réservoir. Il est obligatoire.
Le clapet antither mosiphon
Ce clapet a pour fonction d’empêcher la circulation de l’eau en sens inverse. Cette inversion de circulation se produit au moment de l’arrêt du circulateur, c’est-à-dire lorsque la température de l’eau du capteur est inférieure à la température de l’eau dans le réservoir. Le clapet antither mosiphon se place en amont du circulateur.
Le circulateur
Il assure la circulation de l’eau. Il peut être commandé par un boîtier de régulation, qui va gérer les informations recueillies par deux sondes placés l’une en sortie du capteur et l’autre en sortie de l’échangeur du réservoir Lorsque la température de l’eau du capteur est supérieure à la température de l’eau du réservoir, le circulateur est mis en marche. Il est arrêté lorsque la température de l’eau du capteur est inférieure à la température de l’eau du réservoir. Cela évite de renvoyer les calories stockées dans le réservoir vers le capteur.

Le réglage du débit

Le débit d’eau fourni par le circulateur peut être trop important par rapport au rendement du capteur. Le système de réglage va permettre d’adapter la circulation de l’eau afin d’obtenir un rendement optimal de l’installation en fonction des surfaces de captage installées.

Le purgeur automatique

Il permet d’évacuer automatiquement l’air et les gaz dissous dans l’eau du circuit fermé. Il ne faudra pas oublier, au premier démarrage de l’installation, de remettre de l’eau à mesure que l’air est évacué. Le purgeur automatique se place aux points hauts du circuit fermé.
Sous une pression de 4 bars, 100 litres d’eau à 20°C chauffés à 90°C produisent environ 4,5 litres d’air.

La soupape de sécurité

Elle protège le circuit fermé des surpressions accidentelles pouvant survenir dans le cas de surchauffe de l’eau due à un dysfonctionnement de l’un des organes constituant le circuit. Elle se place le retour près du vase d’expansion.
Le vase d’expansion fermé
il absorbe la dilatation (augmentation du volume de l’eau) de l’eau lors de la montée en température. Il est constitué :
– d’une cuve en acier ;
– d’une membrane en caoutchouc remplie d’azote.
Il existe des vases de toutes dimensions permettant de répondre à tous les besoins.
Nota : 100 litres d’eau à 10°C élevés à la température de 100°C a une augmentation de son volume d’environ 3 litres.

Le principe de fonctionnement

Avant le remplissage, la pression du vase est de 0,5 , 1 ou 1,5 bar. La membrane reste contre la paroi.
Pendant la montée en température la plus haute, la pression atteint 2 ou 2,5 bars. La soupape de sûreté ne fonctionne pas encore.
En cas de surchauffe, donc de pression plus élevée, la soupape Prescor s’ouvre. L’énergie superflue est évacuée sous forme d’eau ou de vapeur.

Le montage du vase

il se monte principalement sur le tube de retour pour ne pas subir de trop hautes températures. L’eau doit arriver par le haut du vase. Il ne doit pas y avoir de vanne entre l’appareil et le vase. La fermeture de la vanne annulerait toute action d’absorption du vase et créerait risque de rupture de l’installation.
Le disconnecteur
Afin d’éviter le retour d’eau chargée d’antigel dans l’installation sanitaire on placera un dispositif antipollution (disconnecteur).
Le principe
Il s’agit de créer une discontinuité entre l’eau sanitaire et l’eau du circuit solaire.
Le fonctionnement
La circulation de l’eau pousse les clapets C1 et C2. A l’arrêt de la circulation, les clapets se referment sous la pression de leur ressort. L’eau contenue dans la chambre Ch s’évacue à l’égout pour éviter tout contact avec le réseau d’eau potable.
Cet écoulement aura lieu chaque fois qu’il y aura vidange et remplissage du circuit fermé. C’est pourquoi il est indispensable de raccorder à un tube d’évacuation la vidange de l’appareil.

Le solaire avec appoint d’eau chaude à production gaz ou électrique

Lorsque l’ensoleillement ne fournit plus assez d’énergie pour obtenir de l’eau chaude, ou lorsqu’on a épuisé toute l’eau chaude du réservoir et que c’est le soir, on utilisera un chauffage d’appoint qui pourra fonctionner au gaz ou à l’électricité.
Le solaire avec appoint au gaz
Ce système offre l’avantage de fournir de l’eau à tout moment et sans limite. La chaudière à gaz a une production constante d’eau chaude, et même si le solaire n’apporte pas en maison une température suffisante, la chaleur rayonnée est une quantité d’énergie que la chaudière n’aura pas à fournir. Cela représente autant d’économies réalisées. Il s’agit de fourni l’appoint d’eau chaude par une production assurée avec un chauffe-eau à gaz. Le passage de la production solaire gaz peut être assuré par un jeu de vannes.
Le circuit solaire :

• le robinet 1 est fermé ;
• le robinet 2 est ouvert ;
• Le circuit appoint :
• le robinet 1 est ouvert ;
• le robinet 2 est fermé ;

Dans les deux cas l’eau froide circule dans le réservoir afin qu’elle ne stagne pas et pour éviter ainsi de rincer continuellement le réservoir.
Le solaire avec appoint électrique
Ce système est moins souple que le système au gaz. Si toute l’eau chaude a été utilisée, il faudra attendre que le chauffe-eau électrique soit remonté en température, ce qui n’est pas instantané dans le cas du chauffe-eau électrique. Il s’agit d’un chauffe-eau solaire comportant une résistance électrique pour chauffer l’eau. Le passage du fonctionnement résistance électrique se fait par l’intermédiaire d’un système de régulation et de sondes.

La fixation

La fixation du capteur doit être suffisamment robuste aussi bien dans sa conception que dans sa réalisation, mais aussi dans l’exécution des points d’ancrage. Ceux-ci doivent être construits de façon à résister à l’arrachement provoqué par des vents forts.

L’entretien des capteurs

Le nettoyage quotidien des surfaces vitrées est indispensable pour assurer un effet de serre maximum, et donc un bon rendement du capteur. Les eaux de pluie ne doivent pas rester sur la vitre du capteur : cela empêcherait le passage des rayons solaires. Les abords du capteur doivent être drainés pour évacuer les eaux stagnantes.
L’emplacement
Attention au choix de l’emplacement des capteurs ; éviter les projections d’ombres des arbres ou immeubles voisins.
Le principe de base
Pour répondre à ces objectifs, des principes de base sont à appliquer :
– les eaux usées doivent être collectées pour éviter la dissémination des germes dangereux ;
– elles seront éloignées des habitations pour éviter les risque de nuisance ;
– enfin un traitement sera mis en œuvre avant de les rejeter dans le milieu naturel ;

Les eaux de pluie

Ces eaux ne présentent pas les mêmes risque que les eaux usées. Toutefois, elles peuvent être polluées et leur stagnation constituer une nuisance.
Le système collectif
L’assainissement collectif comporte un réseau de canalisations bouchée, avec des postes de relevages par pompage permettant de transporter les eaux usées vers des stations de traitement pour ensuite les rejeter dans le milieu naturel.
Ce système, ou la collectivité prend en charge toutes les phases du traitement des eaux usées, est une bonne solution lorsque le nombre d’habitant est élevé. Il comporte un inconvénient, celui de rassembler en un seul point toutes les eaux usées de la ville, et présenté ainsi un danger pour le milieu naturel, puisque le traitement de l’eau ne permet pas une dépollution parfaites des eaux.
Les eaux à évacuer sont de trois sortes :
– les eaux vannes (EV) en provenance des wc , qui contiennent essentiellement des matières fécales ;
– les eaux usées (EU) en provenance des toilettes et des cuisines et qui contiennent des savons, des chlores, des détergents en plus ou moins grande quantité ;
– les eaux pluviales (EP) en provenance des eaux de pluie et de ruissellement, qui sont chargées de poussière, de sable, de feuille. Le regard de pied de chute d’eaux pluviales a pour fonction de récupérer les feuilles et le sable qui se sont déposés sur les toitures, afin de permettre leur récupération et éviter ainsi le colmatage des égouts

Consultez votre électricien pour obtenir plus d’informations sur ce sujet.