Chauffe-Eau Solaire Collectif & Chaudière Collective à Condensation

La solution Chaudière Collective à Condensation et Chauffe-Eau Solaire Collectif (CESC) a pour objectif de réduire les consommations d’énergie liées à la production d’eau chaude sanitaire en tirant partie de l’énergie solaire via le CESC, tout en assurant un confort d’usage de l’occupant et les besoins de chauffage grâce à la présence de la chaudière à condensation.

Cette solution se compose de 4 éléments principaux :

• La partie solaire (CESC)
  • Des capteurs solaires thermiques
  • Un circuit primaire contenant de l’eau glycolée
  • Un échangeur à plaque primaire ou immergé
  • Un circuit secondaire 
  • Un ou plusieurs ballon(s) de stockage solaire
• L’appoint (Chaudière collective à condensation)
  • Une ou plusieurs chaudière(s) à condensation
  • Un ou plusieurs ballon(s) d’appoint
• Le réseau de distribution d’ECS
• Le retour bouclage

Le CESC préchauffe l'eau grâce à l'énergie solaire de la manière suivante :

• les capteurs solaires transmettent l’énergie solaire au fluide caloporteur qui circule dans le circuit primaire.
• via l’échangeur à plaque ou immergé, l’énergie contenue dans le circuit primaire est transférée vers le circuit secondaire dans lequel circule l’eau sanitaire.
• un ou plusieurs ballon(s) de stockage solaire permettent ensuite d’emmagasiner l’eau sanitaire préchauffée.

L’appoint est une nécessité dans une installation comprenant un Chauffe-Eau Solaire Collectif (CESC). Il permet de réaliser l’appoint sur l’eau chaude sanitaire et également de couvrir les besoins de chauffage. Il doit toujours être installé en aval de la partie solaire et dimensionné dans le cas où il n’y aurait pas de solaire thermique.

Il existe 3 types d’appoint : l’appoint semi-instantanée, l’appoint instantané et l’appoint accumulé.

• L’appoint semi-instantané est généralement le plus approprié : il est composé d’un ballon d’appoint de volume réduit et d’une chaudière à condensation. Son volume réduit permet de lisser les appels de puissance tout en limitant les pertes thermiques de stockage.
• L’appoint instantané (sans ballon d’appoint) présente un rendement de génération dégradé du fait des récurrences des courts appels de puissance et de la très large plage de puissances à couvrir.
• L’appoint accumulé présente un grand volume d’eau chaude et donc des pertes de stockage plus importantes que les deux systèmes précédents.

Dans la solution Chaudière collective à condensation + CESC, l’appoint est réalisé par une chaudière à condensation qui assure également la production de chauffage du logement. La chaudière gaz à condensation reprend le même principe de fonctionnement qu’une chaudière traditionnelle et permet en plus d’optimiser la récupération de la chaleur contenue dans les produits de combustion, tirant ainsi profit de toute l’énergie libérée lors de la combustion du gaz. Dans une chaudière classique, le circuit d’eau du chauffage central est réchauffé uniquement grâce à la combustion du gaz naturel. La chaudière gaz à condensation récupère en plus l’énergie contenue dans les fumées. En effet ces fumées contiennent de la vapeur d’eau qui libère de la chaleur en se condensant. En récupérant cette chaleur (dite chaleur latente), la chaudière à condensation bénéficie d’un surplus d’énergie (jusqu’à 11% de l’énergie contenue dans un m³ de gaz) et consomme donc moins d’énergie que les chaudières traditionnelles.

Le réseau de distribution relie les différents points d'usage aux ballons de stockage et à la chaudière. Il est constitué de collecteurs et de canalisations. Les boucles comprennent chacune une canalisation aller et une canalisation retour sur laquelle se situe l'organe d'équilibrage, qui permet de répartir les débits dans l'installation et, éventuellement, de mesurer la température et le débit dans la canalisation.

Les réseaux de distribution bouclés permettent de réduire le temps d'attente pour obtenir de l'eau chaude et d'augmenter ainsi le confort des utilisateurs. Le bouclage d’un réseau collectif de distribution d'eau chaude sanitaire permet par ailleurs de maintenir en tout point de la boucle une température fixe de consigne et d'éviter ainsi les risques de légionellose.

Il est à noter que certaines configurations hydrauliques permettent de réaliser le bouclage à partir du solaire thermique. Ces configurations sont traitées sur la page Chauffe-Eau Solaire Collectif.

• Importante part d’énergie renouvelable : environ 50 % des besoins d’ECS couverts par le solaire
• Atteinte facilité des futurs niveaux de labels imposant des énergies renouvelables en collectif
• Eligibilité au Fonds Chaleur Renouvelable et aux éventuelles subventions de la région/collectivité

• Factures énergétiques réduites grâce à la production solaire d’ECS
• Aucun encombrement dans les logements (équipements de chauffage et d’ECS installés en chaufferie)
• Répartition équitable de l’énergie solaire entre les différents logements

• Le dimensionnement de l’installation : une installation solaire est dimensionnée pour satisfaire un besoin journalier d’ECS. La surestimation des besoins en ECS est la principale cause de surdimensionnement des installations solaires. Le surdimensionnement de la partie solaire (capteurs solaires) est à éviter car il pénalise fortement l'optimum technico-économique de l'installation et peut entrainer des surchauffes qui peuvent être néfastes pour l’installation notamment si le système de sécurité (autovidangeable ou surpression) est défectueux. Il faut toujours sous-dimensionner plutôt que sur-dimensionner la surface de capteurs des installations solaires collectives.
• Il est conseillé de prévoir un ou plusieurs dispositifs pour éviter des problèmes de surchauffe du système :
  • Le bon dimensionnement (voire le sous-dimensionnement)
  • La régulation solaire
  • Des capteurs auto-vidangeables et l’installation hydraulique correspondante
• Pour plus d'informations, consultez la page Chauffe-eau solaire collectif.

La solution Chaudière collective et CESC permet de respecter les exigences de la réglementation 2012 avec un bâti performant et facilement accessible (Bbio proche de Bbio max) du bâtiment, dans toutes les zones climatiques de France.

Les coûts d’une installation CESC varient fortement en fonction de la typologie du bâtiment et sont à évaluer au cas par cas.

Des économies d’échelle peuvent être réalisées sur la partie solaire. Le coût moyen des capteurs solaires, travaux et ingénierie inclus est le suivant (source Socol) :

• 1500 € HT / m² (< 50 m²)
• 1000 € HT / m² (< 100 m²)
• 800 € HT / m² (> 100 m²)

Le prix de la chaudière et des éléments de chaufferie n’est généralement pas inclus dans le coût d’une installation CESC.