Modèles standard
Choix du modèle idéal
Nous vous recommandons de commencer par concevoir votre système sur la base d’un modèle standard inclus dans Polysun. Vous trouverez ces modèles standard dans la fenêtre principale, dans le coin inférieur gauche.
Un grand nombre de ces modèles concernent les systèmes solaires thermiques. Dans l’arborescence des modèles standard, ils sont stockés dans différents dossiers et s’affichent comme suit en fonction de la charge :
- Photovoltaïque + génération de chaleur électrique („power to heat“)
- Systèmes d’eau chaude sanitaire
- Systèmes de chauffage
- Systèmes d’eau chaude sanitaire et chauffage
- Systèmes avec piscines
- Systèmes avec pompe à chaleur à air extrait
- Systèmes bivalents (pompe à chaleur + génération de chaleur conventionnelle)
- Réseau de chaleur (fourniture d’énergie)
- Photovoltaïque (Introduction dans le réseau)
- Photovoltaïque (système isolé)
- Chaleur de processus solaire/Réseaux de chaleur (introduction)
- Systèmes avec capteurs hybrides (PVT)
- Systèmes de refroidissement
- Systèmes avec reservoir de glace
- Cogénération/Systèmes avec piles à compustible
Les systèmes solaires thermiques peuvent également être utilisés en combinaison avec d’autres technologies, comme des modules photovoltaïques ou une pompe à chaleur. Si vous prévoyez un tel système, vous pouvez également trouver le modèle standard pour celui-ci dans un ou plusieurs autres dossiers.
Le modèle standard que vous choisissez doit être le plus proche des spécifications techniques du système réel que vous planifiez. Si vous placez le pointeur de votre souris sur le nom du modèle standard et que vous y restez, vous verrez un aperçu du système. Cette visualisation devrait vous aider à identifier les principales caractéristiques du système proposé avec le modèle standard. Les paramètres les plus importants à prendre en compte pour choisir le modèle standard approprié sont les suivants :
- Type de système : Système unique, réseau de chaleur, chaleur de processus,
- Le besoin (eau chaude et/ou chauffage et/ou piscine),
- La génération d’énergie (capteur solaire, PVT, pompe à chaleur) et le réservoir d’énergie (réservoir d’accumulation, réservoir combi, réservoir de glace) du système
Modifier un modèle standard
Une fois que vous avez choisi un modèle standard, vous pouvez le modifier en fonction des exigences de votre projet. Il y a deux cas de base possibles pour cela :
- Le modèle standard que vous avez choisi a une configuration identique ou très similaire à celle de votre système actuel,
- Seules certaines parties du modèle standard correspondent à votre système réel.
Dans le premier cas, la configuration hydraulique du modèle est adaptée au système réel, de sorte que certains composants et réglages peuvent être installés ou retirés. Tous les composants du système doivent être soigneusement vérifiés pour voir s’ils correspondent aux spécifications techniques du système réel. Cela concerne, par exemple, le type/modèle de chaudière, de capteur solaire, etc.
Les paramètres du bâtiment et du type de bâtiment doivent être vérifiés. Exemple :
- Type de bâtiment : influence les pertes d’énergie par l’enveloppe du bâtiment ;
- Les dimensions du bâtiment déterminent la surface à chauffer ;
- Les dimensions et le type de fenêtres déterminent les gains thermiques solaires.
Les systèmes d’eau chaude et de chauffage doivent également être vérifiés. Cela s’applique, par exemple, aux paramètres suivants :
- Température et débit volumique de l’eau requis ;
- Besoin en eau chaude,
- la température de l’eau froide doit être réglée en fonction du site de l’appareil. Pour ce faire, il suffit de double-cliquer sur le robinet d’eau froide. Des informations détaillées à ce sujet figurent à la section Eau froide.
Les systèmes avec une piscine peuvent nécessiter des temps de commutation différents pour la vanne trois voies connectée au circuit de la piscine.
Une fois que vous avez vérifié les paramètres des principaux composants du système, l’étape suivante consiste à concevoir votre matériel en fonction de la charge donnée. À ce stade de la conception de votre système, les deux règles empiriques suivantes peuvent vous être très utiles :
- Le réservoir d’accumulation de chaleur doit être compris entre 50 et 100 litres par mètre carré de capteur plat.
- Les échangeurs thermiques à plaques doivent mesurer entre 0,05 et 0,08 mètre carré par mètre carré de capteur plat.
Veuillez également noter que le volume chauffé par le réchauffeur doit être suffisamment important pour couvrir la totalité du besoin en eau chaude.
Si nécessaire, de nouveaux réglages peuvent être ajoutés au système et configurés. La façon la plus simple de configurer de nouveaux réglages dans le système est de trouver ce réglage ou un réglage similaire dans un autre modèle, puis de copier le réglage dans le système que vous êtes en train de concevoir et d’apporter les modifications nécessaires en fonction de vos spécifications techniques.
Lorsque vous avez terminé toutes ces étapes, vous pouvez commencer votre première simulation.
Dans le second cas, la situation devient plus difficile : vous devez concevoir un nouveau système complexe qui fonctionne immédiatement. Nous vous recommandons donc de concevoir le système étape par étape ou circuit par circuit (circuit capteur, circuit chauffage d’appoint, circuit chauffage), en partant du circuit présent dans le modèle et en ajoutant le reste étape par étape. Pour que la première unité fonctionne, vous devez connaître la charge requise (eau chaude, chauffage des pièces). Vous devez ajouter une de ces charges au premier circuit. Après cela, le réglage peut être mis en place, puis déjà exécuter une simulation pour vérifier si cette partie du système fonctionne. Ensuite, d’autres circuits peuvent être ajoutés jusqu’à ce que vous ayez terminé la conception de votre système. De cette façon, il est plus facile d’identifier rapidement les zones problématiques qui empêchent une simulation. Il peut s’agir d’entrées manquantes pour le système de réglage ou d’un système hydraulique trop complexe.
L’objectif principal est d’effectuer toutes les connexions hydrauliques et de mettre en place toutes les réglages. Il est judicieux de commencer par le circuit du modèle qui correspond au système réel (par exemple, le circuit du capteur).
Une fois que vous avez conçu le schéma hydraulique de votre système, vous pouvez le dimensionner selon les recommandations du premier cas.
Optimisation du système et analyse des résultats de la simulation
Une fois que toutes les étapes qui viennent d’être décrites ont été mises en œuvre, vous pouvez commencer une simulation. La simulation vous aide à trouver les bonnes dimensions pour vos composants et à optimiser le réglage de l’installation. Pour ce faire, les résultats de la simulation doivent d’abord être analysés. Les paramètres les plus importants d’un système solaire thermique sont : Le taux de couverture solaire (le rapport entre l’énergie solaire produite et l’énergie totale produite) et le rapport entre le rendement énergétique solaire (Qsol) et le rayonnement disponible sur la surface d’ouverture du capteur (Esol). Ces chiffres clés permettent de calculer l’efficacité de l’utilisation de l’énergie solaire et l’ampleur du besoin de chaleur d’appoint.
Si le besoin en énergie n’est pas satisfait, il faut vérifier la conception de vos composants ( le dimensionnement du champ de capteurs et/ou du réservoir de la chaleur et/ou du chauffage d’appoint) ou le système de réglage. Notez que le réglage doit être optimisé en fonction du site de l’installation (données météorologiques), du type de charge (température de l’eau chaude, type de chauffage d’espace [chauffage au sol ou radiateurs]) et des objectifs énergétiques (tels que la couverture solaire). Tous les paramètres standard ne sont pas idéaux pour chaque projet spécifique. Par conséquent, si nécessaire, vous devez vérifier les paramètres de réglage suivants :
- les temps disponibles des générateurs de chaleur de chauffage d’appoint ;
- Position des capteurs.
Si votre système fonctionne bien et répond à votre demande d’énergie, vous pouvez essayer d’augmenter votre couverture solaire et l’efficacité des capteurs en réduisant le réchauffage (par exemple en réduisant les temps de disponibilité du chauffage d’appoint ou le volume d’énergie du chauffage d’appoint dans le réservoir). Un autre facteur à prendre en compte lors de l’analyse du système est la température de stagnation dans le capteur solaire. Il peut être vérifié pour chaque capteur individuel via Résultats – Résultats des composants, puis dans l’onglet Capteur [n]. Il y a deux valeurs importantes: le temps de stagnation et la valeur maximale de la température du champ de capteurs.
