Optimisation solaire thermique : réglages

 Je me suis rendu compte à l'usage que le système thermique semblait ne pas fonctionner de manière optimale. Il est en effet important que le système soit correctement réglé à l'installation.

Le système solaire thermique intègre 4 sondes de température :

• T_k : la température des panneaux,
• T_s : la température du ballon de stockage
• T_r : la température de départ du circuit solaire,
• T_v : la température de retour du circuit solaire.

Il y a également une mesure du débit d'eau à l'emplacement de la sonde de température de retour T_v.

Le principe de la régulation consiste à activer les pompe quand T_k > T_s + ΔT_on

Le paramètre ΔT_on permet de déterminer l'écart à partir que quand le système démarre. S'il est trop petit le système va faire des cycles courts et les panneaux n'ont pas le temps de chauffer assez pour récupérer de la chaleur. Si la valeur est trop grande, le risque est de dépasser la valeur de sécurité de 100°C quand le soleil est important au-delà de laquelle le système se met en sécurité pour ne pas avoir d’ébullition dans les tubes.

Le système surveille l'écart entre le départ et le retour sur le circuit solaire, quand T_v - T_r = ΔT < ΔT_off, le système s’arrête. S'il n'y a pas d'écart de température sur la boucle solaire, il n'est pas utile de faire tourner la pompe car on ne récupère rien.

La puissance thermique est calculée avec la mesure du débit d'eau circulant en appliquant : 

P [W]=m*cp*ΔT

Le problème dans ce système est que les sondes T_s  et T_r sont des thermistance placées dans un tube creux qui descend dans la cuve du ballon. La notice indique des valeurs conseillées de longueur de câble pour les positionner. Le ballon étant stratifié en température, les valeurs mesurée seront différentes mais rien ne garantit que la sonde sensée entre en bas du ballon mesure effectivement la valeur de départ du circuit solaire.

Je me suis rendu compte d'écart assez importants en faisant l'installation du bouilleur pour le couplage avec l'insert. Sur le circuit du bouilleur qui est beaucoup plus court que celui des panneaux, quand il n'y a pas de feu, les sondes de départ et de retour doivent indiquer les mêmes valeurs. 

La régulation permet de faire une calibration des sondes. Cette étape devrait être réalisée systématiquement pendant l'installation initiale d'un système solaire thermique. Le principe étant de forcer le fonctionnement de la pompe quand l'eau du ballon n'est pas trop chaude (pour éviter d'avoir des pertes) et de vérifier que T_r = Tv.

J'ai également pu vérifier la calibration du débitmètre en utilisant un second débitmètre.

La calibration des sondes de température est importante pour avoir une bonne estimation de la puissance thermique fournie mais aussi pour le bon fonctionnement du système. En effet si la valeur de départ est surestimées, car mal calibrée, la régulation arrêtera le système trop tôt par rapport au critère ΔT_off. 

J'avais essayé de faire des relevé mensuel pour suivre le fonctionnement du solaire thermique les 2 premières saisons mais ces données ne sont pas utilisables à cause de ces problèmes de calibration. Je les ai maintenant résolu et j'ai privilégié un enregistrement des données automatique, je reviendrai sur ce point plus tard.