Bien dimensionné et correctement installé et réglé, la gestion d'un système solaire thermique est automatique. Le différentiel de température entre la sortie chaude du champ de capteurs et la zone froide en bas de ballon pilote l'enclenchement et l'arrêt de la pompe de circulation.
Contrôle des indicateurs de performance du chauffe-eau solaire
Le contrôle régulier de quelques paramètres clés de l'installation est impératif afin de s'assurer que le système solaire fonctionne correctement. En effet, en cas de dysfonctionnement de la partie ‘solaire', l'appoint fournit toute la quantité d'eau chaude nécessaire à tout moment. En l'absence de plaintes des utilisateurs, l'exploitant ne peut pas se rendre compte du problème.
Au nombre de ces paramètres on relève :
Le nombre d'heures de fonctionnement de la pompe de circulation enregistré par la plupart des unités de régulation. En fonctionnement normal, un chauffe-eau solaire domestique correctement dimensionné affiche une durée moyenne de fonctionnement annuel cumulée de l'ordre de 1700 heures/an. Sur base de la valeur enregistrée, l'exploitant peut facilement constater que l'installation est proche (ou pas) de cette durée moyenne de fonctionnement.
le nombre de kWh solaires injectés dans le réservoir de stockage au niveau de l'échangeur de chaleur solaire, totalisé par la plupart des régulations dotées d'un compteur d'énergie. Le relevé périodique de ce compteur permet d'estimer grossièrement la production solaire sur une période donnée et en moyenne annuelle. En fonctionnement normal sous nos latitudes, un chauffe-eau solaire domestique dimensionné pour une fraction solaire utile de 30 à 50% produit en moyenne annuelle environ 400 à 450 kWh par m² de surface de capteur plan vitré et plus de 500 kWh/m² de surface de capteurs tubulaires sous vide de bonne facture.
Les valeurs instantanées desthermomètres départ (Tc) et retour (Tf) des capteurs (généralement intégrés à la station solaire) permettent de vérifier le bon fonctionnement du système par une lecture des valeurs instantanées affichées sur chacun des cadrans:
- Si Tc ≥ Tf : fonctionnement normal de l'installation
Si Tc < Tf : fonctionnement anormal de l'installation
En période de plein ensoleillement des capteurs, la différence de température entre les conduites départ et retour d'un système « High-flow » doit être :
- Tc - Tf ≤ 20°C (un delta T plus grand indique la présence d'air dans le circuit primaire ou une mauvaise circulation du fluide, ou un débit trop faible)
- Tc - Tf ≥ 5°C (un delta T plus petit est un signe d'entartrage de l'échangeur de chaleur solaire).
Thermomètres « départ » et « retour » du circuit primaire solaire
Plus d'informations sur les recommandations pour les installations solaires thermiques
Contrôles de maintenance périodique
Les installations solaires thermiques demandent peu d'entretien. Un contrôle régulier (tous les 4 à 6 mois la première année, une fois par an ensuite) de certains composants et indicateurs de performance est cependant recommandé, surtout au cours de la première année suivant la mise en service.
En fonctionnement normal, une série de contrôles sont à effectuer par le responsable de la maintenance si possible par une journée ensoleillée afin de vérifier le bon fonctionnement du système, notamment :
- Un contrôle mensuel (les trois premiers mois) puis trimestriel
- de la pression dans le circuit primaire et dans le vase d'expansion (systèmes sous pression permanente)
- du fonctionnement des anodes à courant imposé (dans les réservoirs de stockage en acier émaillé)
- du fonctionnement des circulateurs et du débit de circulation du fluide caloporteur
- Un contrôle semestriel
- de l'état des capteurs consistant en une inspection visuelle de l'intégrité et la propreté des vitrages, de la tenue des attaches ainsi que du maintien de l'isolant apparent à l'extérieur du bâtiment et de la présence de buée ou de toute forme de condensation dans des capteurs réputés étanches ou sous vide.
- de l'état du circuit primaire et du réservoir de stockage: le maintien de l'isolant thermique, les traces de fuites éventuelles, l'étanchéité des percements intérieur/extérieur, la propreté des filtres, la présence de fluide dans le bac collecteur.de la soupape de sécurité, des purgeurs, des sondes, de températures et des raccords
- Un contrôle annuel
- des alimentations électriques et des voyants lumineux indiquant le fonctionnement des sondes, circulateurs...
- de la qualité du fluide caloporteur (teneur en glycol, pH...)
- de l'usure des anodes de protection au Magnésium (alternative à l'anode à courant imposé dans les réservoirs de stockage en acier émaillé)
- des échangeurs à plaques (le cas échéant) afin d'assurer le maintien d'un bon échange thermique
- de la pression de gonflage du vase d'expansion
- du fonctionnement de la régulation solaire
En fonction de leur niveau d'entartrage, les réservoirs de stockage et les échangeurs doivent être nettoyés et désinfectés (mesure préventive contre le développement des légionelles. Cette maintenance est normalement effectuée sur tous types de réservoir d'eau chaude sanitaire (pas spécifique aux installations solaires).
Pour les CESI, ces différents contrôles s'effectuent généralement annuellement, lors de l'entretien de la chaudière afin de limiter le coût et les déplacements du chauffagiste.
Manuel d'entretien des chauffes-eau solaire individuels publié par Bruxelles Environnement
Guide de maintenance pour le responsable technique /énergie de grands systèmes solaires thermiques publié par Bruxelles Environnement
Objectif de production et garantie de résultats
Un chauffe-eau solaire nécessite une instrumentation minimale de suivi et d'alerte, en particulier dans les systèmes collectifs où le rôle de l'instrumentation est de contrôler prioritairement la production solaire.
Dans le cas d'un système solaire collectif comportant minimum 50 m² de capteurs, il peut être intéressant pour le maître d'ouvrage de fixer un objectif de production solaire à atteindre annuellement, combiné le cas échéant au contrat d'entretien périodique de l'ensemble chauffe-eau solaire & appoint. Le respect de l'objectif de production fera généralement l'objet d'une garantie (contractuelle) de résultat solaire (GRS). Une telle garantie est d'ailleurs une condition d'octroi de la prime en Région bruxelloise, pour les systèmes de plus de 50 m² de surface brute de capteurs.
Un cahier des charges type pour l'installation d'un système solaire avec garantie de résultats est disponible sur le site de Bruxelles Environnement.
