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Il existe plusieurs types de chauffe-eau solaires. On peut les distinguer notamment en deux catégories : les chauffe-eau solaires à circulation forcée et les chauffe-eau solaires autovidangeables. Ces derniers évitent les surchauffes et le risque de gel. La principale différence entre les deux est la position du fluide lors des phases d'arrêt.
Principe du chauffe-eau solaire autovidangeable
Comme tout chauffe-eau solaire, l'autovidangeable se sert de panneaux solaires thermiques pour récupérer la chaleur du soleil et la transférer à un fluide caloporteur. Ce fluide va ensuite chauffer une réserve d'eau, le ballon tampon, afin de stocker l'énergie solaire au moment où il apparaît et permettre à l'utilisateur de s'en servir quand il le souhaite.
Fonctionnement du chauffe-eau solaire autovidangeable
À la différence d'un chauffe-eau solaire à circulation forcée, l'autovidangeable (aussi appelé DrainBack) peut stocker le fluide caloporteur du circuit en zone hors gel ou l'envoyer dans les panneaux lorsqu'il a besoin de chauffer le ballon. Comment cela se passe-t-il ?
Captage de chaleur
Quand la température des panneaux solaires est adéquate (plus chaude que le ballon de stockage) et que l'installation est en demande de chaleur, le circulateur se met en route pour envoyer l'eau stockée dans le réservoir vers les panneaux. Les panneaux ainsi que toute la tuyauterie située à l'extérieur étaient alors remplis d'air. Cet air va aller se loger dans le réservoir qui servait préalablement au stockage de l'eau.
L'eau, au passage dans les panneaux solaires va se réchauffer, puis va se diriger vers le ballon tampon. En passant dans l'échangeur interne au ballon, l'eau va céder sa chaleur à la réserve d'eau chaude sanitaire. L'eau du circuit de captage est réaspirée par le circulateur et repart vers les capteurs solaires. Le cycle continue ainsi jusqu'à ce que la température du ballon de stockage atteigne la valeur de consigne.
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Arrêt du captage de chaleur
Une fois la consigne atteinte, le circulateur s'arrête, la vidange s'amorce. La conception de l'installation du chauffe-eau solaire est telle que toute l'eau des capteurs solaires va redescendre dans le réservoir grâce à la gravité. L'air que le réservoir contenait va donc remonter dans les panneaux solaires et la tuyauterie extérieure pour laisser sa place à l'eau du circuit. Les parties extérieures ne contiennent donc plus que de l'air, évitant ainsi le risque de gel ou de surchauffe engendré par la stagnation de l'eau dans les capteurs.
Composants
Pour assurer le fonctionnement du chauffe-eau solaire autovidangeable, quelques composants spécifiques sont nécessaires. Éléments principaux, les panneaux solaires. Privilégiez des capteurs certifiés (par exemple Solar Keymark ou CSTBat) et qui sont compatibles avec un système autovidangeable. En effet, les panneaux doivent permettre leur vidange complète sans aucune retenue d'eau.
Autre élément important de ce système, le réservoir ou bouteille de récupération. Ce réservoir permet de stocker l'eau du circuit de captage lors des phases d'arrêt, lors du fonctionnement, le réservoir stockera l'air du circuit. Son dimensionnement doit permettre de recevoir l'intégralité de l'eau contenue dans les capteurs et dans la tuyauterie extérieure. Cet élément ne doit pas être négligé au risque de voir apparaître de sérieuses complications sur le fonctionnement du système.
Le positionnement du réservoir est aussi primordial. Le haut du réservoir doit se situer en dessous du point le plus bas des capteurs solaires et de la tuyauterie extérieure et être en zone hors gel. Le point bas du réservoir doit être au-dessus du niveau du circulateur afin de ne pas le désamorcer.
Enfin, la tuyauterie de liaison entre les capteurs solaires et la bouteille de récupération. Afin de ne pas gêner la vidange des panneaux, cette tuyauterie devra suivre une légère pente vers le réservoir, facilitant ainsi l'écoulement. La vidange totale est nécessaire, aucune contre pente ou siphon ne doit apparaître sur ce parcours.
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Avantages du chauffe-eau solaire autovidangeable:
Au vu de ses nombreux avantages, ce système apparaît comme le plus intéressant.
L'eau
À l'arrêt, toute l'eau du circuit de captage se retrouve en zone hors gel, évitant ainsi l'usage d'antigel dans l'eau. De ce fait, le captage se fait avec de l'eau pure qui possède des propriétés thermiques bien meilleures que celle de l'eau couplée à l'antigel, donc un meilleur rendement.
Installation simplifiée
L'utilisation de vase d'expansion, soupape de sécurité et purgeur d'air est ici inutile, ce qui limite l'entretien et augmente la durée de vie de l'installation du chauffe-eau.
La vidange
Grâce à ce principe d'autovidange, à l'arrêt le circuit extérieur est vide. Plus besoin d'antigel, mais également aucun risque de surchauffe en été lorsque les panneaux ne sont pas utilisés. Ceci évite les montés en pression du circuit, le risque de vaporisation de l'eau ou la dégradation de l'antigel.
À noter : l'inconvénient freinant son développement est le surcoût de ce système comparé à un système à circulation forcée.
Prix d'un chauffe-eau solaire autovidangeable
Pour une famille de quatre personnes, un chauffe-eau solaire autovidangeable de bonne qualité coûte entre 4 000 et 5 000 € TTC hors pose, avec 4 m² de capteurs solaires. Ce prix varie en fonction de plusieurs paramètres, notamment la situation géographique et l'exposition de la toiture qui déterminera le nombre et le type de panneaux solaires nécessaires, ainsi que le type d'appoint (hydraulique ou électrique).
Dernier conseil, choisissez un professionnel QualiSol pour la pose de vos systèmes solaires. Ce gage de qualité vous apportera une preuve de sérieux mais surtout, le signe QualiSol étant associé au dispositif RGE, vous fera bénéficier des aides de l'État comme le crédit d'impôt de 30 % (avec prise en compte de la pose pour les ménages ayant des ressources inférieures aux plafonds de ressources de l'Anah), la TVA à 5,5 % en rénovation et l'éco-prêt à taux zéro. Pour cela, les capteurs solaires devront être certifiés Solar Keymark ou CSTBat et le système devra respecter une efficacité énergétique minimale.
Le crédit d'impôt est accordé dans la limite d'un plafond par m² de (arrêté du 1er mars 2019) :
- 1 000 € : pour les capteurs solaires à circulation de liquide produisant uniquement de l'énergie thermique (1 300 € pour les ménages aux revenus modestes depuis le 1er mars 2019) ;
- 400 € : pour les capteurs solaires à air produisant uniquement de l'énergie thermique (520 € pour les ménages aux revenus modestes depuis le 1er mars 2019) ;
- 400 € : pour les capteurs solaires à circulation de liquide hybrides produisant de l'énergie thermique et électrique, dans la limite de 10 m² (520 € pour les ménages aux revenus modestes depuis le 1er mars 2019) ;
- 200 € : pour les capteurs solaires à air hybrides produisant de l'énergie thermique et électrique, dans la limite de 20 m² (260 € pour les ménages aux revenus modestes depuis le 1er mars 2019).