Fluide caloporteur
en solaire thermique
Guide des bonnes pratiques
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Un guide pour quel objectif ?
A travers ce Guide des Bonnes Pratiques, Climalife souhaite mettre à
disposition des opérateurs du marché solaire sa connaissance et son
expérience. Il nous a paru bon de mettre un coup de projecteur sur un
constituant essentiel de la technologie solaire, souvent banalisé à tort,
le fluide caloporteur.
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Garants du bon fonctionnement et de la pérennité des installations,
les opérateurs trouveront ici certaines clefs qui leur permettront
d’atteindre deux objectifs majeurs aux yeux de leurs clients :
préserver le retour sur investissement et prolonger la vie du système.
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En espérant que vous y trouverez des éléments pour améliorer
vos actions de mise en œuvre ou de maintenance, nous vous
en souhaitons bonne lecture.
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Le solaire, l’avenir lui appartient
Depuis 2004, la croissance du solaire thermique en Europe
est incontestable.
En France par exemple, d’abord soutenue par le crédit d’impôts
puis par les régions, cette technologie est désormais soutenue
par la Réglementation Thermique 2012.
En effet, elle impose aux maisons individuelles d’opter pour
un système de production de chauffage ou d’ECS ayant recourt
à une source d’énergie renouvelable.
En résidentiel comme en collectif, en neuf comme en
rénovation, la technologie solaire thermique s’impose comme
une véritable alternative aux énergies fossiles et une véritable
opportunité d’avenir pour la réduction de notre empreinte
écologique globale.
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Invisible à l’œil
mais tellement important !
Le fluide caloporteur est le vecteur des calories issues de
l’énergie solaire, il permet de transformer une énergie renouvelable et inépuisable, le rayonnement solaire, en chaleur.
De sa qualité initiale et durable dépend la pérennité de
l’installation.
Ainsi, il faut se le dire : le fluide caloporteur
est le véritable “sang” de l’installation.
D’autre part, n’oublions pas ces données essentielles :
• Durée de vie d’un système : environ 30 ans.
• Retour sur investissement : minimum 15 ans.
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Ainsi, l’objectif principal
en solaire thermique est
de préserver le retour
sur investissement
du client.
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Qu’est ce qu’un bon
caloporteur solaire ?
Trop souvent banalisé, le fluide caloporteur n’est pas
qu’un simple “glycol”, il offre de nombreux avantages
au système et doit pour cela posséder certaines
caractéristiques :
• Bon transfert thermique > efficacité du rendement
au niveau de l’échangeur.
• Faible dilatation à haute température > pression maitrisée
dans l’installation.
•F
aible dégradation à haute température > maintien
du rendement.
• Inhibition de la corrosion > tuyauterie non fuyarde.
• Absence de produits toxiques > sécurité pour l’opérateur
et l’utilisateur.
• Stabilité des caractéristiques > permanence du taux
de couverture.
• Agrément du Ministère de la Santé > certification, éligibilité.
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La problématique
du vieillissement précoce
Un danger trop méconnu pour la fonctionnalité
du système
De plus en plus de systèmes solaires remplis avec
le traditionnel monopropylène glycol (MPG) présentent
des vieillissements accélérés notamment à cause des périodes
dites de “stagnation”.
En effet, à partir de 150°C, la dégradation du fluide MPG devient
même irréversible.
Ainsi, même sous quelques mois, une réaction en chaîne
négative peut s’activer :
• Perte d’efficacité du système par moindre transfert thermique.
• Fortes contraintes pour la pompe : viscosité augmentée
et ultimement, “caramélisation” du fluide.
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• Risque pour la fonctionnalité
du système (augmentation du point
de congélation, risque accru de
corrosion).
• Baisse de rendement
et coûts de maintenance
élevés.
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Conséquences
• Débit plus lent.
• Pompes en souffrance.
• Blocage au niveau
des vannes et collecteurs.
• Transfert thermique diminué.
• Retour sur investissement :
non atteint ou plus long.
• Pression + bruit.
• Favorisation de la corrosion
voir percement des tuyaux
cuivre.
• Acidité augmentée.
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Installations à contraintes
fortes :
Définition :
Installations surdimensionnées, systèmes à tubes
sous vide, périodes de surchauffe, stagnation ou
d’inoccupation.
Résidentiel : maison secondaire...
Collectif : écoles, campings…
Bonne pratique :
Utiliser un fluide résistant aux hautes températures.
Un fluide base MPG ne devrait jamais être utilisé sous
fortes contraintes prolongées.
Préconisations Climalife :
À la mise en service remplir avec
Greenway® Solar
Maintenance préventive :
• Visite annuelle obligatoire et analyse conseillée avant l’été.
Méthodes : Maintenance visuelle, analyse de fluide en
laboratoire (Kit APC).
Focus collectif : Analyse spécifique du fluide au laboratoire
Climalife tous les ans (pH, réserve alcaline, etc).
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Greenway® Solar
Base : BIO Propanediol issu de sirop de glucose 100% végétal.
Type : Prêt à l’emploi (protection: -25°C ou -30°C). Agréé AFSSA.
Fonction : Caloporteur / Antigel / Anti corrosion.
Application : Systèmes solaires thermiques avec capteurs
plans ou tubulaires sous vide.
Avantages vis-à-vis de la solution usuelle à base de MPG :
• Dégradation 4 fois moindre que MPG à T>150°C.
Diminue largement les risques de corrosion,
de “caramélisation” et de blocage des capteurs.
• Dilatation 2 fois moindre à 100°C.
• Grande stabilité des caractéristiques techniques.
• Viscosité plus faible.
Avantages système :
• Résiste et répond efficacement aux surchauffes.
• Augmente la durée de vie.
• Limite le risque de corrosion.
• Minimise le risque de “caramélisation”.
• Préserve l’efficacité sur le long terme et le retour sur
investissement.
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Installations à contraintes
maîtrisées :
Définition :
Système bien dimensionné, utilisation de l’ECS
(eau chaude sanitaire) toute l’année ou décharges
possibles sur des grands volumes d’eau induisant
de rares périodes de surchauffe.
Résidentiel : maison principale habitée toute l’année
Collectif : hôpital, hôtellerie, piscine municipale…
Bonne pratique :
utiliser un fluide classique à base de monopropylène glycol ou
un fluide spécifique pour les hautes températures prêts à l’emploi.
Préconisations Climalife :
À la mise en service remplir avec
Solufluid® Solar
ou
Greenway® Solar
Maintenance préventive :
• Visite annuelle conseillée.
Méthodes : maintenance visuelle, mesure d’acidité
par papier pH.
Focus collectif : analyse du fluide en laboratoire tous
les 2 ans (ex: Kit Analyse Périodique Caloporteurs et interprétation
des résultats par le laboratoire Climalife. Ce Kit APC comprend un flacon
pour prélèvement sur site et une enveloppe affranchie pour envoi).
Maintenance curative :
• Vidanger le fluide MPG dégradé.
• Rétablir la circulation avec un produit de nettoyage adéquat
tel que SolRnett.
• Nettoyer à l’eau claire.
• Introduire un fluide caloporteur plus résistant (Greenway® Solar)
à haute température si vieillissement trop précoce (cf page 9).
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Solufluid® Solar
Base : Monopropylène glycol (MPG).
Type : Prêt à l’emploi (protection -25°C). Agréé AFSSA.
Fonction : Caloporteur / Antigel / Anti corrosion.
Application : Système solaire thermique
avec capteurs plans.
Avantages : Assure le bon transfert de chaleur,
protège le réseau de la corrosion.
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Maintenance :
prévenir et guérir
Les méthodes préventives
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Maintenance visuelle :
De loin la plus efficace,
un fluide dont la couleur s’est assombrie
ou brunie est un signe évident
de dégradation importante.
Il est alors à remplacer.
Papier pH :
Peu précise mais utile.
Il faut réaliser plusieurs analyses
pour avoir une véritable idée de l’acidité
du fluide.
Réfractomètre :
Très souvent utilisée mais la moins
préventive.
Une différence mesurable sur l’indice de
réfraction indiquera qu’il est déjà trop tard
pour le fluide caloporteur.
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La méthode curative :
SolRnett
Pour nettoyer l’installation contenant un fluide dégradé,
un nettoyage avec SolRnett peut donner immédiatement une
nouvelle vie à l’installation (si bien sûr elle n’est pas fuyarde).
Spécifications :
• Prêt à l’emploi aqueux à base de solvants organiques
mouillants et d’agents alcalins.
• Soluble à l’eau, non moussant, rinçage aisé.
• Répond aux réglementations en vigueur.
Fonction :
Nettoyant interne pour éliminer les dépôts de fluide caloporteur
dégradé ayant créé des bouchons ou des réductions de débit.
Avantages :
• Simple à mettre en œuvre avec une pompe de circulation.
• Capable de rétablir le débit en nettoyant / dissolvant
les amas de goudron.
• Compatible avec les matériaux du système
(métaux et élastomères).
• Court cycle de nettoyage (20-30 min).
• Efficace à température ambiante (min 20°C).
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le remplacement des capteurs
ne doit jamais être une option
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Questions
d’installateurs/
Paroles d’expert
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P.L. :
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Patrick Lê,
Responsable pour Climalife
de l’assistance technique
sur la gamme de fluides
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Je voudrais connaître la durée de vie de l’eau glycolée dans mon
installation.
Patrick Lê : “Malheureusement, il est impossible de donner une durée
précise. En effet, les inhibiteurs de corrosion vont être “consommés”
dans le temps en fonction des contraintes de fonctionnement, de la
nature des matériaux, des couplages galvaniques.... Seule une analyse
de l’eau glycolée permet d’évaluer les besoins en renouvellement de
produit.”
Je veux nettoyer mon installation avec de l’eau avant
de mettre le caloporteur.
P.L. : “Si vous introduisez de l’eau dans votre installation et que celle-ci
est principalement en acier, quand vous allez vidanger l’installation celleci va se corroder superficiellement. L’eau glycolée va ensuite décoller
cette fleur de rouille et des boues vont se former. La quantité de boues
sera directement proportionnelle à la taille de l’installation. Dans le cas
d’un nettoyage à l’eau, il faut que le temps entre la vidange de l’eau et
le remplissage en eau glycolée soit le plus court possible.”
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P.L. :
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J’ai mis du fluide rouge dans mon installation et le liquide est
maintenant jaunâtre.
P.L. : “Les colorants utilisés dans les caloporteurs sont des molécules
organiques. La coloration peut évoluer sous l’influence de la température,
des oxydes métalliques présents dans le circuit...
Ce changement de couleur ne signifie pas obligatoirement que le
produit n’est plus efficace. En revanche une coloration brune est
caractéristique de la forte dégradation du produit. Il doit alors être
remplacé par un neuf.”
Je veux acheter du caloporteur concentré et réaliser
moi-même la dilution.
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P.L. : “Nous conseillons d’utiliser une eau traitée (déminéralisée afin
de limiter l’introduction d’éléments néfastes (chlorures, sulfates,
carbonates,...) pour la tenue à la corrosion. Tous les tests de corrosion
normalisés sont réalisés avec des concentrations de 33 % en
volume d’antigel. En dessous, la quantité d’inhibiteurs présents dans
le circuit est faible et ne permet peut-être pas d’assurer une protection
adéquate. C’est pourquoi nous préconisons, indépendamment de la
protection contre le gel, d’utiliser cette concentration minimale.”
Je veux ajouter un caloporteur X dans mon installation qui en
contient un autre dont je ne me rappelle plus l’origine.
P.L. : “Les caloporteurs sont généralement miscibles entre eux, cela
signifie que si on les mélange on obtient une solution homogène.
Pour autant cela ne signifie pas que les antigels soient compatibles
entre eux. Deux fluides différents vont présenter des formulations en
inhibiteurs de corrosion différentes. Leur mélange va aboutir à une
composition en inhibiteurs dont on ne connaît pas les performances.
En tout état de cause des caloporteurs à base de glycols différents
(MEG, MPG,..) ne doivent jamais être mélangés.
De préférence, vidanger, nettoyer à l’eau et remplir avec le fluide
neuf. De même ne jamais faire un ajout d’eau dans un système, cela
augmente le point de congélation de l’ensemble et peut entraîner
un risque de gel des tuyaux.
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GUIDE SOLAIRE V1/FR - 02.2012 - 310259205 RCS Paris - Crédits photos : Climalife - Conception Format Utile.
dehon service SA
26, avenue du Petit Parc - F-94683 Vincennes Cedex
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