Principe de fonctionnement du "caloduc"
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Généralité sur les installations solaires utilisant du mono-propylène ou de l’éthylène-glycol.
- Les fluides caloporteurs contenant du glycol peuvent se détériorer si exposés pendant une durée assez longue à des températures supérieures à 170 °C (stagnation). Les températures supérieures à 200 °C entraînent la décomposition thermique lente du propylène-glycol, ce qui est reconnaissable au fluide caloporteur qui devient plus sombre.
- La décomposition du fluide peut entraîner l'accumulation de boue ou d'incrustation dans le circuit solaire, en particulier lorsque des corps étrangers (calamine, copeaux) et de l'air s'y ajoutent.
- L'installation doit être correctement rincée, remplie et purgée après sa mise en place avec un contrôle rigoureux de l'étanchéité de l'installation. Toujours verrouiller le purgeur d'air.
- Une surpression minimale de 1,0 bar doit être présente dans le capteur à l'état froid.
- Les conduites de décharge et d'évacuation doivent déboucher dans un réservoir ouvert pouvant recevoir la totalité du contenu des capteurs.
Comportement et caractéristique du mono-propylène
- L’eau a une très bonne conductivité thermique, mais est très corrosive pour les métaux ferreux, l’acier ou l’aluminium. De plus l'eau contient des sels de carbonate calcique et de magnésium qui précipitent sur les zones chaudes de l’installation et sont à l'origine des points de corrosion des matériaux métalliques de l’installation générant ainsi s-des désordre et des fuites.
- Le mono-propylène glycol concentré à 100% protège l’installation face aux températures négatives, mais son inconvénient est qu’il est excessivement corrosif, bien plus que l’eau sur les métaux ferreux et l’acier.
- La conductivité thermique et la capacité calorifique du glycol est moins grande que l'eau, ce qui entraîne une diminution drastique de l’efficacité de transmission de la chaleur. Il faut également prendre en compte que lorsque les températures sont clémentes, des micro-organismes peuvent se développer et proliférer ce qui ce traduira par une détérioration du mono-propylène glycol jusqu'au point de faire disparaître les agents protecteurs aidant à la formation de boues et des phénomènes d’oxydoréductions entrainants la détérioration des installations. Le mono-propylène glycol vieillit plus rapidement quand il est soumis à des températures d’environ 185ºC, et pour des températures supérieures aux 200ºC, commence sa décomposition chimique devenant de l’acide propano-dioïque qui altère radicalement son efficacité, augmentant sa capacité d’abîmer les tuyauteries et en compromettant l’inoffensivité de l’Installation.
- Il est donc nécessaire de réaliser des contrôles réguliers du fluide pour vérifier ses propriétés physico-chimiques, son état de conservation et de façon à préserver l'installation en bon état.
Surchauffe "Caramélisation du fluide caloporteur"
Contrôler la température de protection contre le gel et le pH du
fluide caloporteur
- Contrôler la température de protection contre le gel du fluide caloporteur avec le contrôleur d'antigel ou d'un réfractomètre.
- Contrôler le pH avec la bandelette de mesure du pH.
Contrôler le bon fonctionnement de l'installation
- Le vase d'expansion a un rôle fondamental dans une installation solaire de type glycol car l'augmentation de température peut très bien dépasser le point de changement de phase occasionnant une montée en pression et une surchauffe en cas de non circulation du fluide caloporteur (stagnation)
- Une soupape mal calibrée peut également jouer son rôle avec les conséquence de vider l'installation et par la même stopper la circulation du fluide dans un système fermé. (un bac de récupération des rejets de la soupape doit être installé.
- Les purgeurs doivent être fermés dus également au risque de changement de phase.
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Le vase d'expansion
Si la pression de gonflage du vase d'expansion est inférieure à la consigne, remplir d'azote jusqu'à ce que la pression de gonflage soit identique à la consigne.
Hauteur statique (bord supérieur du capteur jusqu'au vase d'expansion) : ........... m
Consigne de pression de gonflage du vase d'expansion :
0,7 bar + 0,1 x hauteur statique en m
0,7 bar + 0,1 x ......... m = ........ bar
Faire l'appoint de fluide caloporteur jusqu'à ce que la pression de l'installation soit 0,3 à 0,5 bar supérieure à la consigne de pression de gonflage du vase d'expansion (réaliser le volume de sécurité du fluide dans le vase d'expansion).
Le volume de sécurité du fluide doit avoir une capacité correspondant à 0,005 x la capacité en fluide de l'installation complète, cependant au moins 3 litres.
La capacité en fluide de l'installation = capacité des conduites + capacité des capteurs + capacité des serpentins du préparateur d'eau chaude sanitaire et volume de sécurité du vase d'expansion.
Hauteur statique (bord supérieur du capteur jusqu'au vase d'expansion) : ........... m
Consigne de pression de gonflage du vase d'expansion :
0,7 bar + 0,1 x hauteur statique en m
0,7 bar + 0,1 x ......... m = ........ bar
Faire l'appoint de fluide caloporteur jusqu'à ce que la pression de l'installation soit 0,3 à 0,5 bar supérieure à la consigne de pression de gonflage du vase d'expansion (réaliser le volume de sécurité du fluide dans le vase d'expansion).
Le volume de sécurité du fluide doit avoir une capacité correspondant à 0,005 x la capacité en fluide de l'installation complète, cependant au moins 3 litres.
La capacité en fluide de l'installation = capacité des conduites + capacité des capteurs + capacité des serpentins du préparateur d'eau chaude sanitaire et volume de sécurité du vase d'expansion.