Dimensionnement d'eau chaude avec solo

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Dimensionnement eau chaude solaire
Année universitaire 2010-2011

LEPINAY Marina LEPINAY Nicolas

Introduction
La Réunion fait partie des régions européennes les plus actives dans la mise en œuvre de la maîtrise de l’énergie et des énergies renouvelables. En effet la Réunion possède un important gisement solaire, une énergie propre et surtout gratuite. Alors pourquoi ne pas en profiter ?L’eau chaude solaire offre une alternative considérable au système d’eau chaude électrique d’un point vue écologique et économique. Le but des travaux pratiques est d’étudier une installation d’eau chaude solaire qui permettra de subvenir aux besoins en eau chaude sanitaire d’une famille. Pour cela nous allons étudier deux configurations distinctes, une standardisé et une optimale grâce au programmede simulation « Solo » disponible sur le site www.tecsol.fr et ainsi déterminer la sensibilité des paramètres.

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I- Dimensionnement standardisé
BESOIN EN EAU CHAUDE

 Hypothèses* :
Logement situé à la Plaine des cafres (>800m d’altitude) Nombre d’utilisateurs : 3pers/j Taux de présence des personnes : 100% Consommation d’eau chaude : 50L/pers La consommation en eauchaude sanitaire est donc estimée à 150L/j J F M A M J J A S O N D Total 244 220 246 241 255 253 263 263 253 258 245 248 2989 203 181 197 181 162 141 152 180 198 217 206 209 2227 41 39 49 60 93 112 111 83 55 41 39 39 762

Besoins (kWh/mois) Apports (kWh/mois) Appoint électrique (kWh/mois)

Source solo : besoins selon hypothèses citées au-dessus

*Nota : Ces hypothèses seront valides etappliquées tout au long du rapport. Nous pouvons remarquer qu’un système d’appoint électrique sera nécessaire surtout pour la période Juin-Août où les apports ne répondent pas suffisamment aux besoins pendant cette période.

PRODUCTION D’EAU CHAUDE SOLAIRE

 Hypothèses de calcul : - Orientation toiture Nord 22°* - Inclinaison* : pente de 40%, on a donc tan α=40/100 →α= 21,8° - T° de consigne : 60°C - Capteur choisi : « C8/12 S HI » JACQUES GIORDANO INDUSTRIES** - Nombre de capteurs : 2**
Cuve choisie : 282 litres Isolation de la cuve : 5cm de polyuréthane**
*(Voir plan de masse annexe 1) ** (source CSTB voir annexe 2)

 Résultats :
Pour une question d’esthétique et d’efficacité, nous préconisons un chauffe-eau solaire à circulation forcée sans échangeur d’une surface de capteurs de 4m² et d’un ballon de stockage de 282 litres, avec appoint électrique de 3,2KWh.
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Le ballon sera stocké dans le garage avec un T° intérieure de 18°C. La référence commerciale de l’ECS est la gamme « KSD 302 de Giordano » (Voir annexe 3)

Tableau de résultats : Désignation Quantité Surface des capteurs 4 Volume de la cuve 282 Isolation de la cuve 5 Besoin 2989 Apport solaireannuel 2227 Productivité annuelle 557 Taux de couverture 74,5 Source de calcul solo (voir annexe 4) Unités m² L cm kWh/an kWh/an kWh/m².an %

Le taux couverture solaire obtenu pour une configuration standard est de 74,5%. Désirant un taux de couverture solaire > 80%, nous allons étudier l’influence des paramètres afin d’optimiser notre installation. Cette ECS coute 3700 Euros TTC

II-Sensibilité des paramètres
Les paramètres que nous allons étudier afin d’atteindre un taux de couverture solaire > à 80% sont :  L’orientation du capteur  Volume de stockage  Epaisseur de l’isolant de la cuve  Surface des capteurs

1) L’orientation du capteur
La Réunion se situe dans l'hémisphère Sud à une latitude de 21° environ, le soleil au zénith est donc vers le Nord. La meilleure orientationpour un panneau solaire est donc vers le Nord afin de capter le maximum d’énergie solaire. D’après le plan masse (annexe 1), la maison est orientée à 22° par rapport au Nord. Voyons maintenant l’influence de l’orientation sur le taux de couverture solaire :
Orientation du capteur (°) 22° Nord -69° Nord (façade Ouest) Taux de couverture (%) 74,50% 72,80%
Nota : les hypothèses de calculs...
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