Systèmes auto-vidangeables : 4 points de vigilance
Sommaire
Pourquoi concevoir des systèmes auto-vidangeables ?
Dans les chauffe-eau à circulation forcée du début des années 2000, on dimensionnait copieusement la surface de capteurs pour être sûr que les clients aient de l’eau chaude en abondance. Avec des toits à faible pente, dès la mi-saison et en période estivale, il était fréquent que les ballons soient chauds dès 10 heures du matin. Les panneaux restaient alors en stagnation, et le fluide caloporteur à l’intérieur bouillait et était porté à de très hautes températures : il se dégradait progressivement. L’usage était alors de remplacer le glycol tous les 4 ou 5 ans, sans même vérifier son état.
Avec un système en auto-vidange, ce problème disparaissait, ainsi que les coûts et la pollution engendrés. C’était donc la solution la plus écologique.
Aujourd’hui, la situation est différente:
- On dispose de simulateurs qui permettent de dimensionner correctement la surface de panneaux, supprimant ou limitant largement les surchauffes quotidiennes.
- les régulations disposent de fonctions permettant de limiter les surchauffes
Néanmoins, les systèmes en auto-vidange sont encore utilisés pour leur principal avantage : ne pas utiliser de fluide caloporteur antigel, mais de l’eau tout simplement.
Nos conseils pour éviter des déconvenues avec ces installations
Dans un système auto-vidangeable, il est important que toutes les parties soumises au gel se vidangent entièrement par gravité lorsque le circulateur s’arrête. Mais plusieurs éléments peuvent l’empêcher.
Voici nos recommandations :
Comment installer des panneaux pour auto-vidangeable
Ces panneaux sont aussi appelés des panneaux dits ‘méandre’ : un drain de cuivre de diamètre généralement 12 mm parcourt le collecteur en dessinant des méandre, avec un pente de haut en bas. Pour installer ces capteurs, suivre les instructions du fabricant qui insiste généralement sur le fait qu’ils doivent être posés avec la partie basse très précisément horizontale.
Comment installer des panneaux ‘échelle’ .
Dans les panneaux ‘échelle’, il y a des collecteurs principaux, horizontaux, souvent de diamètre 18 ou 22mm et des drains de diamètre 8 ou 12mm qui rejoignent ces deux collecteurs. Si l’on veut vidanger, il faut donc créer une pente qui permette aux drains et aux collecteurs de se purger. Il faut éviter de positionner les drains proches de l’horizontale car vu le faible diamètre intérieur, on risque d’avoir des problèmes : mettre les drains dans le sens de la pente du toit.
Il faut incliner les panneaux pour que la pente permette une bonne vidange gravitaire des panneaux. Pour les réseaux d’eaux usées, il est prescrit une pente de 2 cm au mètre, pour l’écoulement d’eau sur un sol exposé à la pluie, on recommande 1 cm au mètre. Il faudra vous assurer que l’eau est propre !
On incline le champ de panneaux par rapport à l’horizontale. On peut ‘tricher’ en inclinant légèrement les supports, parallèlement au plan. On peut aussi jouer sur la distance au toit (la hauteur). En combinant astucieusement ces deux effets, on arrive à une solution discrète.
Comment installer le réseau
Généralement, on enverra le fluide froid en bas du panneau, et au point le plus bas. C’est par là que le fluide s’écoulera lorsque le panneau se vidange.
En conséquence, le fluide chaud sort par le haut du panneau.
Rien ne doit empêcher la vidange quand le circulateur s’arrête, sinon en cas de gel, on détruit un ou plusieurs composants de l’installation.
- aucun clapet anti-retour sur le circuit. Donc pas de station solaire classique, seule les stations auto-vidangeables peuvent convenir, mais vu leur prix, on propose une solution plus économique.
- entrée dans le toit en descendant. L’auto-vidangeable est LA SEULE EXCEPTION à la règle : on ne doit jamais entrer dans un bâtiment avec une pente descendante. La raison : les risques d’infiltration. Et pourtant, la liaison solaire est isolée par un matériau souple, donc pas simple de faire l’étanchéité autour. Si vous lisez bien, les solutions de passage de toiture avec manchon caoutchouc monté sur une plaque goudronnée sont courageusement annoncée étanches … à l’air.
- le réseau extérieur ne doit pas être réalisé avec de l’inox annelé s’il court sur un toit à faible pente : les anneaux retiennent de l’eau dans leur partie basse, qui gèlera quand il fait froid. Lorsque le circulateur démarre, l’eau chasse devant elle une mer de petits glaçons qui peuvent créer un bouchon à l’entrée d’un panneau. Un client nous a averti de ce problème, une utilisatrice toulousaine a fait intervenir son installateur qui n’a pas identifié le problème. Pour l’anecdote, il a quand même facturé 500 euros son intervention, c’était autour de 2020. L’utilisatrice nous a appelés, on l’a orientée vers un installateur compétent.
Ci-dessus un exemple de ce qu’il ne faut pas faire : le tuyau en sortie de panneau remonte légèrement au lieu de descendre. Le passage sous la tuile chatière crée une deuxième rétention d’eau et, selon la hauteur à laquelle elle remonte, peut aussi empêcher la vidange des panneaux. Dans cette installation, le champ de 3 panneaux a gelé, les trois panneaux étaient fuyards.
Nettoyage du réseau
S’il est généralement recommandé de rincer un réseau avant de le remplir (sur les réseaux simples, cela parait parfois un peu superflu si on sait avoir travaillé proprement), dans un circuit primaire en auto-vidange, c’est IMPERATIF.
La conséquence d’une absence de rinçage ou d’un mauvais rinçage peut être le colmatage plus ou moins rapide d’un ou de plusieurs des drains de panneau, créant une rétention d’eau qui ne manquera pas de geler l’hiver venu, et de percer les tuyaux de cuivre dans lequel il s’est formé.
Après les contrepentes qui maintiennent l’eau dans le capteur, c’est le défaut qui crée le plus de mauvaises surprises.
Position du circulateur en auto-vidange
Avec les circulateurs Haute Efficacité (dits PWM ou MLI), il est important de maintenir un minimum de pression au niveau du circulateur, pour éviter les phénomènes de cavitation. Lorsque le circulateur cavite, l’eau ne circule généralement pas dans le circuit, donc l’installation ne fonctionne pas. De plus, lorsqu’il y a cavitation, on abime petit à petit les pales du circulateur.
Nous recommandons, pour les chauffe-eau individuels avec des circulateurs de type grundfos 15/75 (hauteur manométrique de 7.5 m), de faire en sorte qu’au repos, il subsiste une colonne d’eau d’environ 2 mètres de haut.
A noter : le réservoir destiné à collecter l’eau du réseau contient l’air lorsque le circulateur fonctionne. L’eau tombe donc à l’intérieur ‘en fontaine’. Selon l’isolation et la pièce où il est installé, cela peut être gênant.
Variantes :
- généralement, les circuits sont à pression atmosphérique. Mettre le circuit sous pression permet d’éviter la cavitation, mais il faudra dimensionner le bac de récupération pour ne pas monter trop haut en pression.
- quand c’est impossible : insérer une vanne en sortie de circulateur que l’on règle pour le brider jusqu’à supprimer le phénomène de cavitation. Cette solution n’est cependant pas idéale : en bridant la sortie du circulateur, on l’amène à pousser plus fort, donc à consommer plus.
Voilà vous avez nos ‘tuyaux’ et conseils, faîtes-en bon usage !