AFT089 Banc d'essai pour l'énergie solaire thermique — Équipement de laboratoire thermique — Matériel pédagogique et didactique1. Vue d'ensemble
Ce banc de formation doit être conçu pour l'étude théorique et pratique des installations d'énergie solaire utilisées pour la production d'eau chaude sanitaire, la climatisation et des services similaires, offrant un large éventail d'applications didactiques.
Le banc de formation doit comprendre quatre unités de fonctionnement, réparties comme suit :
2. MODULE PRINCIPAL
Ce module doit être réalisé sous la forme d'un châssis vertical et comporter un panneau frontal présentant un schéma hydraulique détaillé et réaliste du système, ainsi que les composants assurant la circulation, le stockage et la régulation du fluide dans les circuits primaire et secondaire.
Les composants doivent être disposés verticalement sur un socle, facilitant un accès aisé à toutes les pièces pour les opérations de montage et de démontage réalisées au cours des séances pratiques décrites dans le manuel d'utilisation. Le banc de formation doit comporter des ouvertures à l'avant et à l'arrière afin de permettre aux étudiants d'observer les composants depuis les deux côtés.
Les composants doivent être les suivants :
Composants hydrauliques : Support de résistance ou de chaudière, support d'échangeur, échangeur thermique du circuit solaire, anode au magnésium, réservoir en acier [capacité : 80 l ; puissance : 1200 W ; temps de chauffe (ΔT=45°C) : 2 h 17 min ; température de fonctionnement max. : 75°C ; déperditions thermiques à 65°C : 0,96 kWh/24h ; pression de fonctionnement max. : 8 bars], capteur solaire plan, vanne de remplissage/vidange du circuit solaire, régulateur de débit, purgeur d'air, soupape de sécurité, manomètre, thermomètre, clapet anti-retour, vase d'expansion, pompe du circuit solaire, pompe du circuit d'eau chaude sanitaire (ECS), support du circuit de pompage.
Composants électriques : Unité de commande, pompe du circuit solaire, pompe du circuit ECS, support du circuit de pompage, sonde côté chaud du capteur, sonde côté froid du capteur, sonde côté chaud du réservoir, sonde côté froid du réservoir, sonde de retour ECS, sonde d'entrée d'eau froide, capteur de rayonnement solaire.
Le panneau de commande frontal doit être situé dans la partie supérieure du module principal et se compose des éléments suivants :
• Schéma détaillé du système,
• Centrale de régulation électronique dotée d'un écran LCD pour la visualisation des données,
• Alimentation électrique, dispositifs de protection et voyants d'état.
Les raccords hydrauliques pour l'entrée d'eau froide, la sortie d'eau chaude sanitaire, le raccordement au panneau solaire, etc., doivent être situés à l'arrière du module.
L'installation doit être réalisée en tuyauterie de Ø 15 mm. Tuyauterie en cuivre dotée d'un système de raccordement par sertissage avec joints d'étanchéité, destinée aux installations solaires.
Les dimensions doivent être de 1000 x 650 x 1650 mm.
3. PANNEAU SOLAIRE RÉEL
Le panneau solaire réel doit être installé dans une structure métallique et raccordé au module principal par des tuyaux flexibles, équipés de vannes de vidange, de sécurité et de remplissage.
Dimensions du collecteur réel : 1360 x 700 x 2050 mm
Surface de l'absorbeur : 1,105 m x 1,666 m = 1,840 m²
Nombre de tubes absorbeurs : 12 (MS)
Volume du fluide : 1,5 l (MS)
4. SIMULATEUR DE PANNEAU SOLAIRE
Le simulateur de panneau solaire doit être utilisé en lieu et place du collecteur réel, dans des environnements non exposés au rayonnement solaire. Il se compose d'une chaudière à chauffage rapide, équipée d'une soupape de sécurité et d'un purgeur.
Capacité du réservoir : 5 litres
Puissance : 2000 W
Pression max. : 8 bars
Dimensions du simulateur de collecteur : 650 x 600 x 750 mm
CONVECTEUR
Afin de permettre l'utilisation de l'eau chaude produite, un convecteur doit être mis à disposition. Il doit être raccordé au moyen de tuyaux flexibles.
Ce composant doit permettre d'expérimenter les effets de l'eau chaude obtenue grâce à ce système. Toutefois, le système doit être suffisamment ouvert pour permettre une intégration aisée à d'autres applications, telles que la production d'eau chaude sanitaire, le chauffage par le sol, etc.
Débit d'air : 253 m³/h
Puissance de chauffage : 2,8 kW
Débit d'eau : 350 l/h
Le banc de formation doit intégrer six sondes de température réparties en six points distincts, ainsi qu'un capteur d'irradiance solaire destiné au calcul de l'énergie. Il doit être possible de raccorder au moins un compteur d'énergie thermique.
Le banc de formation doit être considéré comme un système global dédié à l'étude théorique et pratique des installations solaires thermiques, permettant les activités d'enseignement et d'apprentissage suivantes :
• Identification de tous les composants et compréhension de leur rôle dans le fonctionnement global du système
• Interprétation des paramètres techniques de l'ensemble des composants
• Pilotage local du processeur de régulation
• Mise en chauffe et vérification du convecteur
• Forçage de l'utilisation de l'énergie de réserve
• Forçage de la pompe de recirculation
• Critères de dimensionnement pour les installations d'eau chaude sanitaire (ECS), de climatisation, etc.
• Critères d'assemblage et de maintenance des installations
• Interprétation des données de fonctionnement fournies par le système de régulation.
L'ensemble doit être fourni complet, incluant les câbles de raccordement, un manuel d'expérimentation en langue anglaise, ainsi qu'un logiciel permettant l'acquisition et le traitement des données issues du régulateur solaire.
