Chaudière
Dans la plupart des cas, les systèmes solaires sont utilisés pour le chauffage de l’eau en plus du chauffage conventionnel. En été, le chauffage d’appoint est souvent inactif, mais en hiver, il fournit la majeure partie de la puissance de chauffage.
Le chauffage électrique d’appoint est souvent utilisé pour décharger le brûleur de la chaudière en été. En règle générale, le chauffage électrique d’appoint est donc supprimé lorsqu’un système solaire est installé. L’énergie électrique étant chère par rapport au fioul ou au gaz, on essaiera au moins d’utiliser l’électricité de nuit, qui est moins chère (cela peut être spécifié dans le dialogue de détail du réglage). Dans Polysun, le chauffage électrique d’appoint est réalisé comme un élément interne du réservoir, tandis que le chauffage d’appoint au gaz ou au fioul apparaît comme un composant séparé.
La conception du chauffage d’appoint, c’est-à-dire la hauteur à laquelle sont installés l’entrée et la sortie du réservoir, l’emplacement des capteurs de température et les températures auxquelles le chauffage est activé et désactivé, a également une grande influence sur l’efficacité du système solaire. Si, par exemple, l’énergie solaire est attendue dans l’après-midi, il est inutile de chauffer la chaudière jusqu’à midi. Dans les systèmes réels, mais aussi dans la simulation Polysun, il est possible de définir les moments exacts auxquels le chauffage supplémentaire (si nécessaire) est mis en service. En fonction de l’orientation des capteurs, le chauffage d’appoint peut être programmé. Le réchauffage n’a de sens que lorsque la chaleur nécessaire dans le réservoir n’a pas encore été atteinte après le rayonnement des capteurs. En fonction du profil de consommation, il peut également être utile de fournir la quantité de chaleur requise juste avant un pic de consommation, si le soleil n’a pas fourni suffisamment d’énergie. De cette manière, les pertes du réservoir sont réduites au minimum et le soleil a la plus grande « chance » possible de bénéficier de conditions de fonctionnement favorables (c’est-à-dire de basses températures du réservoir).
Dans Polysun, comme dans les chauffages réels existants, les temps de libération et le réglage peuvent être définis autant que possible. Pour ce faire, utilisez les réglages (voir ci-dessous).
La quantité d’énergie chauffée est définie comme le « volume chauffé » multiplié par la différence de température entre l’eau chaude et l’eau froide (multiplié par la capacité thermique du fluide). Le volume est donné par le contenu du réservoir entier et la strate dans laquelle se trouve le thermoplongeur ou la sonde de température.
Dans la définition du projet, la consommation journalière d’énergie (« Eau chaude : besoin journalier ») est spécifiée sous « Consommateur ». Si l’on veut être sûr que l’approvisionnement en eau chaude est garanti même dans le pire des cas, il faut s’assurer que, comme dans l’exemple présenté, la quantité d’énergie chauffée et la consommation journalière sont approximativement les mêmes. Dans la plupart des cas, la quantité d’énergie chauffée peut être choisie plus petite (par exemple, un thermoplongeur dans la strate 10). Cela donne également au soleil plus de chances de fournir l’énergie nécessaire pendant la journée.
Le chauffage d’appoint peut être réglé par deux sondes de température qui peuvent être placées librement au-dessus du thermoplongeur. Les températures de démarrage et de coupure peuvent être sélectionnées différemment (mais la température de démarrage doit être inférieure à la température de coupure). La température de l’eau chaude désirée dans l’exemple utilisé est de 50 °C. La température d’arrêt doit toujours être supérieure de quelques degrés à celle-ci afin que la température du réservoir ne soit pas trop basse, même après quelques heures. Enfin, le chauffage électrique n’est utilisé que lorsqu’une température extérieure de 17 °C est dépassée, c’est-à-dire en été (cela permet d’éviter les pertes importantes de la chaudière pendant les courtes périodes de fonctionnement).
Une autre disposition courante est l’utilisation d’une chaudière pour l’augmentation du retour. Si une chaudière non modulante est utilisée pour cela, il faut veiller à ce que le volume de la chaudière soit suffisamment grand pour que le fluide dans la chaudière ne se réchauffe pas trop (Polysun choisirait alors un pas de temps très petit, ce qui aurait un effet négatif sur le temps de simulation).
Économies de combustible et de CO2
L’utilisation du système solaire réduit le besoin en combustible et les émissions de CO2. Polysun calcule les économies sur la base d’un tableau de valeur calorifique et du taux d’utilisation annuel du générateur de chaleur. Double-cliquez sur le générateur de chaleur puis sur le dossier » Combustible » pour accéder au catalogue des sources d’énergie. Le catalogue indique le pouvoir calorifique et les émissions de CO2 respectifs de chaque combustible. Une sélection de combustibles est déjà disponible. Si nécessaire, une entrée spécialement définie peut être créée.
Les économies réalisées peuvent être vérifiées dans les résultats des composants de la chaudière. Les formules suivantes s’appliquent :
\(Economies\ solaires\ thermiques\ CO2 = Economies\ \acute{e}nerg\acute{e}tiques\ solaires\ thermqiues*{\acute{E}missions\ CO}_{2}\ du\ compustible\ \)
\(Economies\ solaires\ thermiques\ de\ combustible = \frac{Economies\ \acute{e}nerg\acute{e}tiques\ solaires\ thermqiues}{Valeur\ calorifique\ du\ combustible\ }\)
\(Economies\ \acute{e}nerg\acute{e}tiques\ solaires\ thermqiues = Economies\ solaires\ thermiques\ de\ combustible*Valeur\ calorifique\ du\ combustible\ \)
\(Economies\ \acute{e}nerg\acute{e}tiques\ solaires\ thermqiues = \frac{Qsol}{Efficacit\acute{e}\ nominale\ de\ la\ chaudi\grave{e}re}\)
Les informations du catalogue des combustibles (émissions de CO2 et valeurs calorifiques) proviennent du centre ecoinvent, Centre suisse pour les inventaires écologiques.