Eau chaude solaire en thermosiphon

Les systèmes de chauffage solaire de l’eau sanitaire utilisent presque systématiquement une pompe (circulateur solaire) pour faire circuler le fluide caloporteur entre les panneaux solaires et le ballon d’eau chaude, ainsi qu’une électronique (régulateur solaire) qui pilote cette pompe.

A la Ferme Légère nous avons un système de chauffage de l’eau en thermosiphon, c’est à dire sans pompe donc sans électricité et sans électronique.

Avantages

• Sans électricité, c’est ça de moins à fournir par notre installation solaire photovoltaïque. La consommation du circulateur serait d’environ 30W pendant les heures ensoleillées, c’est faible certes mais c’est déjà ça. Et en cas de panne du système photovoltaïque, l’eau continue à être chauffée… mais ne peut être utilisée car pour amener l’eau chaude aux robinets, là nous avons bien une pompe électrique. Reconnaissons donc que l’absence de consommation électrique de notre système d’eau chaude n’a pas grand intérêt.
• Sans électronique et sans pompe, ça veut dire sans les pannes qui vont avec. Et ça c’est un vrai avantage quand on cherche la résilience ! (je place le mot pour être mieux référencé pour les collapsos). Changer un élément de plomberie c’est ch… Il faut vidanger le circuit, avoir la bonne pompe de remplacement, ou bricoler avec des adaptateurs pour les connexions, bref quand t’es un amateurice t’y passe la journée facile. Changer l’électronique c’est ch… aussi. On trouve pas exactement le même régulateur, il faut se retaper le guide d’installation et de paramétrage chinois traduit par un ordi, relou, encore une après midi de cramée. Et bien sûr le coût du matériel de remplacement. Donc thermosiphon = simplicité et fiabilité.
• Bien dimensionné, un système en thermosiphon est très performant car la circulation du fluide est continue et augmente avec l’intensité solaire. Une pompe bon marché va en général faire des cycles marche arrêt en permanence.
• C’est moins cher évidemment. On économise le circulateur solaire (entre 150 et 500 €) et le régulateur solaire (entre 100 et 200€).

Inconvénients

• Il faut absolument que le ballon d’eau chaude soit au dessus des panneaux solaires, ce qui impose souvent de mettre les panneaux au sol. Il faut avoir de la place et qu’elle soit suffisamment dégagée pour être ensoleillée. Mais avec les panneaux au sol tu pourras probablement les orienter plein sud ce qui n’est pas toujours possible sur un toit.
• Comme la puissance de circulation est plus faible que celle d’une pompe, il faut des tuyaux plus gros (20 mm mini) et le plus droit possible. Il faut aussi que le trajet à parcourir soit court et le plus vertical possible. A la FL les panneaux sont au sol, le ballon 2,6 m plus haut, le décalage horizontal de 5 m et la longueur des tuyaux entre panneaux et ballon de 7 m. Il y a un surcoût du aux tuyaux plus gros mais cela est plus ou moins compensé par l’optimisation du trajet que l’on est obligé de faire.
• Pas de régulateur ça veut dire pas de régulation de la température max du ballon ni de protection contre le gel. Un régulateur solaire arrête le circulateur quand le ballon est suffisamment chaud et ainsi laisse les panneaux monter jusqu’à leur température de stagnation (terme technique sans importance mais qui me permet de frimer un peu). Contre le gel il peut faire circuler un peu d’eau chaude dans les panneaux la nuit pour les maintenir hors gel. Sans circulateur il faudra faire autrement…

Mise en œuvre

Sans entrer dans les détails d’une installation solaire thermique classique, voici les points à respecter pour une installation en thermosiphon :

• La purge du circuit entre panneaux et ballon est particulièrement importante. Une bulle d’air ne pourra être évacuée que par un point haut où il faut donc placer un purgeur. Eviter autant que possible d’avoir plusieurs points hauts donc plusieurs purgeurs.
• Pour limiter la température max dans le ballon, les panneaux doivent être suffisamment verticaux (50 à 60° par rapport à l’horizontale). De cette manière l’inclinaison est optimale pour l’hiver quand le soleil est bas. En été les panneaux sont mal orientés mais cela est compensé par l’ensoleillement plus fort. Avec des panneaux au sol tu choisis l’inclinaison que tu veux, pas sur un toit.
• Pour éviter le gel et la destruction des parties extérieures de l’installation, on restera sur la solution classique d’ajouter du glycol à l’eau du circuit primaire (entre panneaux et ballon). Le pourcentage varie de 0 à 30 % en fonction des températures négatives qui peuvent advenir chez toi.
• L’absence de circulateur ne te dispense pas du vase d’expansion et de la vanne sécu.

Bilan FL après 5 ans

C’est bien le système technique de la ferme qui a nécessité le moins de maintenance ! Zéro panne. Une purge et un petit complément d’eau par an et c’est tout.

Nous n’avons pas d’appoint électrique pour les périodes sans soleil mais un 2ème circuit de chauffe qui passe dans notre poêle dragon et qui maintient l’eau à un mini de 35°. Lors des longues périodes de météo moche la douche est tiède mais pas d’émeute jusque là.

Un système d’eau chaude sanitaire solaire en thermosiphon est donc une très bonne solution quand la disposition des bâtiments le permet.

Si les résidentes et résident·es étaient toustes des adeptes des douches froides de Wim Hof on pourrait se passer complètement d’eau chaude, mais c’est un autre sujet.

Marc - mars 22