Stockage d'énergie

[samailloute]

Bonjour,
Quelle quantité d'eau à 80°C devrait on stocker pour chauffer une maison individuelle ?
Les adjudants vont me répondre que c'est comme le refroidissement du fût du canon, mais il doit bien y avoir une valeur moyenne pour calculer la puissance de chauffe !
Par exemple pour une maison de 100 m2 normalement isolée, à St Brieuc !
Ou sinon avoir l'équivalence avec la consommation estimée d'une maison !

Je voudrais utiliser l'énergie solaire pour chauffer un réservoir de stockage d'eau chaude pour tous les besoins de chauffage, plutôt que de passer par l'électricité ou excroquer le fournisseur d'Energie ( ex EDF ).
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[SK69202]

Définir "chauffer": quel volume, quel surface de déperdition, quel forme, quelle température intérieure moyenne, quelles conditions météos limites pour quelle durée etc.

[yves35]

bonsoir,

il faut 2 sortes de logiciel ,un pour calculer vos besoins, un autre pour dimensionner l'installation solaire . Vous pouvez vous documenter sur ces 2 sites;
http://www.sebasol.info/
http://forum.apper-solaire.org/app.p...a0967c119880bd

yves

[barda]

La question soumise à notre réflexion est bien plus complexe qu'elle peut paraître:

- l'énergie thermique contenue dans un volume (ou une masse) est proportionnelle à ce volume, mais aussi à une différence de température (couramment appelée deltaT) entre le maximum atteint et le minimum atteint; concrètement, une eau portée à 80°C stocke 5 fois plus d'énergie si elle alimente un plancher chauffant à 30°C que si elle alimente des radiateurs à 70°C.

- une maison rt2012 située à St Brieuc consommera , pour son chauffage, 6 ou 7 fois moins d'énergie que la même maison datant de 1980, à températures égales évidemment.

Il est donc impossible de répondre valablement à cette question avec les seuls éléments que tu nous fournis. Dans le cas le plus favorable (maison rt2012 chauffée par plancher, par exemple) la consommation moyenne par grand froid sera de l'ordre de grandeur de 4 kWh par heure, ce qui correspond à une baisse de 4°C de 1 m3 d'eau environ. Un ballon de 1 m3 d'eau permettra donc de chauffer cette maison pendant une douzaine d'heures. Avec des radiateurs, cette durée ne serait plus que de 3 heures à peine.

A contrario, la maison de 1980 serait, avec le même stockage, d'une petite heure à peine, avec un plancher chauffant.

Ton projet est faisable, mais il implique des travaux d'isolation importants (c'est jouable), un chauffage basse température (c'est déjà plus difficile, voire quasi impossible) et nécessitera un volume d'eau stockée important; ceci dit, pour la collectivité et pour toi, ce projet est bien plus rationnel et bénéfique que l'installation de panneaux photovoltaïques, largement subventionnés par l'Etat et par EDF...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Garion]

- l'énergie thermique contenue dans un volume (ou une masse) est proportionnelle à ce volume, mais aussi à une différence de température (couramment appelée deltaT) entre le maximum atteint et le minimum atteint; concrètement, une eau portée à 80°C stocke 5 fois plus d'énergie si elle alimente un plancher chauffant à 30°C que si elle alimente des radiateurs à 70°C.

Je suis plus que perplexe sur ce facteur 5 entre un plancher chauffant et un radiateur...

[Tilleul]

C'est ce qu'on appelle des "Sonnehaus", tu peux regarder ici pour plusieurs exemples avec les caractéristiques techniques (stockage = speicher)

https://www.sonnenhaus-institut.de/

[titijoy3]

une indication (parmis d'autres) :

https://www.travauxbricolage.fr/trav...de%20sanitaire.

pour une maison de 100m2, ce site parle d'une puissance comprise entre 18 et 20 kW si on ne fait que chauffer (sans fournir l'eau chaude sanitaire)

[barda]

Je suis plus que perplexe sur ce facteur 5 entre un plancher chauffant et un radiateur...

L'eau stockée à 80°C restituera une énergie proportionnelle à 80-70, soit 10 si elle alimente des radiateurs; par contre, pour un plancher chauffant, ce sera proportionnel à 80-30=50, soit 5 fois plus qu'avec des radiateurs, à volume de ballon égal bien sûr...

[Garion]

L'eau stockée à 80°C restituera une énergie proportionnelle à 80-70, soit 10 si elle alimente des radiateurs; par contre, pour un plancher chauffant, ce sera proportionnel à 80-30=50, soit 5 fois plus qu'avec des radiateurs, à volume de ballon égal bien sûr...

Tu omets un point important, l'eau chaude après être passée dans les radiateurs revient dans le stockage, la chaleur n'est pas perdue. La seule perte de chaleur (et donc d'énergie) se situe dans le réseau de distribution.
Il n'y a pas de facteur 5 dans le rendement d'émission entre un radiateur et un plancher chauffant. Loin de là.

[Garion]

La seule différence, c'est que le radiateur émet un peu à son dos pour chauffer inutilement le mur et qu'il provoque un peu de stratification de l'air contrairement au plancher chauffant.

[Garion]

Et puis je rajoute que le plancher chauffant a un rendement de régulation inférieur au radiateur car il a trop d'inertie et ne permet pas de s'adapter suffisamment rapidement aux conditions intérieures provoquant ainsi des petites surchauffes ponctuelles inutiles (quand il y a beaucoup d'apports solaires par exemple).
Mais il reste quand même supérieur au radiateur, mais pas du tout dans les proportions que tu donnes.

[barda]

Tu omets un point important, l'eau chaude après être passée dans les radiateurs revient dans le stockage, la chaleur n'est pas perdue. La seule perte de chaleur (et donc d'énergie) se situe dans le réseau de distribution.
Il n'y a pas de facteur 5 dans le rendement d'émission entre un radiateur et un plancher chauffant. Loin de là.

Oui, sans aucun doute, mais elle ne peut plus servir pour le chauffage de cette maison... Quant au rendement, il n'a rien à voir dans cette histoire...

[Garion]

Je ne vois pas pourquoi elle ne servirait plus. Elle reviendra dans le stockage, et le stockage sera un peu moins chaud. Mais tant que la température du stockage est supérieure à la température de consigne, elle pourra continuer à chauffer la maison.
La question, c'était sur le volume d'eau initial à 80°C qu'il faut pour chauffer la maison, rien ne dit que le stockage va rester à 80°C. Cela ne marche pas comme ça avec le stockage inter saisonnier.
Et puis ton deltaT, il est un peu boiteux. L'énergie délivrée elle est proportionnelle au deltaT entre la température de la pièce et la température du radiateur, la température de l'eau ne jouant que pour réchauffer le radiateur qui sera tombé en dessous de 70°C en réchauffant la pièce.
L'avantage du plancher du chauffant, c'est surtout d'utiliser une chaudière à basse température qui va minimiser les pertes de la distribution. Sinon, tout le reste de l'énergie est bien délivrée dans la pièce (je ne compte pas les pertes du stockage car elles sont identiques quelque soit l'émetteur).

[barda]

Mais... Si l'eau du ballon de stockage est à 70°C, on voit mal comment elle pourrait chauffer des radiateurs eux aussi à 70°C; il faut toujours un deltaT pour qu'un transfert thermique se fasse !!!

Quant aux pertes thermiques du ballon dans un chauffage inter saisonnier, c'est encore une autre histoire (qui n'a pas été abordée par Samailloute).

[titijoy3]

l'eau arrive dans le radiateur par exemple à 70°, la pièce est par exemple à 20°,

l'eau chaude diffuse une partie de son énergie via le radiateur et repart au stockage avec quelques degrés en moins dépendant du rendement du radiateur,

tant que l'eau revient dans le radiateur à une température supérieure à celle de la pièce elle va céder de l'énergie, ou si je me trompe ?

[barda]

l'eau arrive dans le radiateur par exemple à 70°, la pièce est par exemple à 20°,

l'eau chaude diffuse une partie de son énergie via le radiateur et repart au stockage avec quelques degrés en moins dépendant du rendement du radiateur,

tant que l'eau revient dans le radiateur à une température supérieure à celle de la pièce elle va céder de l'énergie, ou si je me trompe ?

Euh.... Non, l'eau arrive dans le radiateur à une température égale ou supérieure à 70°C; elle en sort avec quelques degré en moins (qui servent à chauffer la pièce, c'est à dire compenser ses déperditions) et retourne dans le ballon de stockage, qui donc sera refroidi; ce cycle dure le temps que le ballon sera à une température supérieure à 70°C, puis les radiateurs, alimentés en eau trop froide, ne pourront plus compenser les déperditions de la pièce, c'est à dire ne pourront plus la chauffer.
La pièce se refroidira régulièrement, jusqu'à atteindre la température de l'extérieur.

Il est facile de calculer le temps que mettra le ballon pour descendre jusqu'à 70°C si on connait les déperditions du logement, ainsi que le temps qu'il aurait mis pour atteindre 30°C dans l'hypothèse d'un plancher chauffant... Dans l'exemple choisi, ce temps est 5 fois plus long.

[titijoy3]

donc, si l'eau revient dans le radiateur à un température supérieure à celle de la pièce elle ne cède pas d'énergie ?

[SK69202]

J'ai du mal à voir le soucis, toutes choses égales par ailleurs c'est la même énergie qui est libérée dans la pièce par les radiateurs qui chaufferait puis ne chaufferaient plus ou par le plancher chauffant qui chaufferait tout le temps.
La puissance délivrée est constante avec le plancher et variable avec les radiateurs, mais l'énergie est la même et la pièce, c'est de l'énergie qu'elle perd à l'extérieur

[barda]

donc, si l'eau revient dans le radiateur à un température supérieure à celle de la pièce elle ne cède pas d'énergie ?

Si, bien sûr, mais la pièce se refroidit peu à peu, l'énergie cédée n'étant pus suffisante pour compenser les déperditions; ce n'est plus un système de chauffage.

[barda]

J'ai du mal à voir le soucis, toutes choses égales par ailleurs c'est la même énergie qui est libérée dans la pièce par les radiateurs qui chaufferait puis ne chaufferaient plus ou par le plancher chauffant qui chaufferait tout le temps.
La puissance délivrée est constante avec le plancher et variable avec les radiateurs, mais l'énergie est la même et la pièce, c'est de l'énergie qu'elle perd à l'extérieur

Non, ce n'est pas la même quantité d'énergie qui est cédée dans les deux cas de figure avant que la pièce ne commence à se refroidir.

Le radiateur, pour dissiper l'énergie suffisante pour compenser les déperditions, a besoin d'une eau à 70°C; si l'eau est plus froide, il n'émettra plus la même quantité d'énergie, et il sera impossible de chauffer cette pièce à 20°C (ce qui est bien le but d'un chauffage, non ?). L'énergie utile récupérée dans le stockage, dans ce cas de figure, n'est que celle libérée par le refroidissement de l'eau entre 80°C et 70°C.

Le plancher chauffant, lui, peut compenser ces déperditions tant que la température de l'eau est supérieure à 30°C; l'énergie récupérée dans le ballon de stockage sera celle libérée par le refroidissement de l'eau entre 80°C et 30°C, soit 5 fois plus importante.

Il est bien entendu convenu que la puissance nécessaire à compenser les déperditions de la pièce à 20°C est la même dans les deux cas. Elle n'est pas "constante avec le plancher" et "variable avec les radiateurs"; elle doit être constante dans les deux cas, sinon, le chauffage n'est plus assuré; c'est cette constance que ne peut pas assurer le radiateur quand l'eau passe sous les 70°C: sa puissance baisse irrémédiablement, alors que le plancher reste efficace jusqu'à 30°C.

[titijoy3]

la seule différence que je vois entre plancher chauffant et radiateur est la quantité d'énergie à fournir par mètre carré d'échangeur..

l'échangeur étant plus petit dans le cas du radiateur, il faut une température plus élevée pour fourni autant d'énergie, donc, en augmentant la taille de l'échangeur on augmente le rendement, c'est ce que tu veux dire ?

[barda]

la seule différence que je vois entre plancher chauffant et radiateur est la quantité d'énergie à fournir par mètre carré d'échangeur..

l'échangeur étant plus petit dans le cas du radiateur, il faut une température plus élevée pour fourni autant d'énergie, donc, en augmentant la taille de l'échangeur on augmente le rendement, c'est ce que tu veux dire ?

Non, ce n'est pas ce que je veux dire... J'ai dit, apparemment pas suffisamment clairement, ce que j'avais à dire: on stocke, dans un ballon de volume V, 5 fois plus d'énergie utile avec un plancher chauffant qu'avec des radiateurs classique. Cela n'a rien à voir avec le rendement , mais uniquement avec la température de fonctionnement de l'émetteur de chaleur, puisque c'est la différence de température entre le ballon de stockage et la température du corps chauffant qui dimensionne la quantité d'énergie stockée... Tout le reste n'est que hors-sujet, et est une erreur de raisonnement.

[titijoy3]

je pense qu'on dit exactement la même chose, ton raisonnement semble basé sur l'expérience et l'explication que tu en donne, le mien est basé sur le transfert d'énergie au sens physique,

donc, je vais en rester là sur ce sujet

[barda]

Mon raisonnement est basé sur la physique, la plus élémentaire d'ailleurs. Je ne mélange pas dans la confusion la plus complète, puissance, quantité d'énergie, température de la pièce (qui ne sert à rien dans ce cas précis), rendement, et âge du capitaine.

Effectivement, il vaut mieux en rester là.

[antek]

Ton raisonnement n'est pas très pratique.
Il ne s'applique pas au chauffage d'une habitation, mais au chauffage d'un corps de chauffe.

[barda]

Ton raisonnement n'est pas très pratique.
Il ne s'applique pas au chauffage d'une habitation, mais au chauffage d'un corps de chauffe.

Mon raisonnement est exact, c'est tout ce qu'on lui demande. Un corps de chauffe qui n'atteint pas sa température efficace est un corps de chauffe qui ne peut pas chauffer une habitation à la température demandée. Un radiateur, classiquement, est calculé pour une température d'eau à 70°C, alors qu'un plancher chauffant, c'est plutôt 30°C.

Je ne vois d'ailleurs pas ce qui ne serait pas "pratique" dans ce calcul très simple. Sans lui, en fait, il serait impossible de calculer un ballon de stockage d'énergie...

[SK69202]

On compare deux systèmes différents, un ayant une puissance de chauffe à haute température et un ayant une puissance de chauffe à basse température, normale qu'il y ait une différence.

Reste que 50 kwh délivrés à la pièce par les deux systèmes sont 50kWh qui en sont sortis.

[titijoy3]

en tous cas, je chauffe ma maison en partie avec des radiateurs et je peux assurer qu'ils ne sont pas à 70° loin de là car sinon on ne tiendrait pas la main dessus,

je ne sais pas d'ou vient cette valeur de 70°..

je viens de mesurer la température de surface de mes radiateurs : 30 degrés

[SK69202]

La puissance d'un radiateur dépends de la température de l'eau à l'entrée et du delta T de sa température moyenne avec la température de l'air de la pièce.

Comme on fait un calcul pour la puissance max, on utilise une température d'eau élevée, mais dans la réalité, les radiateurs délivrent toujours une puissance inférieure à celle de leur calcul.


Ce lien permet de voir un document ancien qui expose la complexité du problème. (j'ai le document original enregistré en 2008)

[barda]

C'est vrai (c'est le principe même de la régulation), mais ça ne change rien au fait que le plancher chauffant permet de stocker plus d'énergie dans le ballon, puisque pour lui aussi la température de l'eau diminue par temps doux.

Rappelons -c'est quand même le B-A ba du chauffage- qu'un réseau se calcule pour la température la plus basse de la région concernée (dite température de base), à partir des déperditions à cette température; le système retenu doit couvrir au moins les déperditions à cette température, c'est la base de tous les calculs... Un chauffage est surtout utile quand il fait froid; à 20°C de température extérieure, le temps de stockage devient infini, mais il ne sert à rien...