Capteurs à air

[jeanlouis84]

Si, les circuits d'air sont bien installés - mais à parfaire...
Il s'agit de simples 'trous dans le mur' munis de gaines isolées.
Les trous du bas (1 par capteur !) sont munis d'un ventilateur (2 marques différentes - pour raison d'approvisionnement logistique !) et les trous du haut d'un clapet anti-retour et d'un thermostat contrôlant le démarrage du ventilateur.

Pour le moment j'ai un problème non maîtrisé de débit d'air - probablement à cause de pertes de charge dus à des filtres que j'ai placés en amont des ventilateurs.
J'avais calculé un débit suivant les conseils d'Héraklès et autres de ce forum - qu'ils en soient remerciés ! - sur la base de 50 m3/h/m2 capteur, soit, dans mon cas (capteurs de 3 m2) un besoin de 150 m3/h.
J'ignore le débit d'air réel (pas facile à mesurer !), mais ce que je sais c'est que quand j'ai eu du soleil samedi après-midi, j'ai eu une température stable de sortie à env. 55°C (ce qui correspondait à un Delta T de 40°C, puisque ma pièce était à 15°C), ce qui est beaucoup trop chaud ( trop de pertes entre le capteur et l'air extérieur). J'extrapole que le Delta T étant le double de celui attendu, le débit d'air réel doit vraisemblablement être de la moitié, soit seulement env. 75 m3/h. Alors que mes ventilateurs affichent des débits nominaux - mais sans filtre/pertes de charge - de 320 m3/h pour l'un et 250 m3/h pour l'autre...
Pour le moment j'incrimine les pertes de charges induites par les filtres, mais il faut que je fasse des essais sans filtres pour vérifier si le Delta T descend de façon substantielle et si d'autres causes ne sont pas à considérer :
- défaut d'étanchéité à l'air des capteurs,
- pertes de charge induite dans les capteurs,
- débit réel des ventilateurs bien inférieurs au débit annoncé...

Pour cela il me faudra un peu de temps - accompagné de beaucoup de soleil ! cette semaine n'est pas prospère de ce côté-là, même en Provence...)
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[palus06]

- défaut d'étanchéité à l'air des capteurs

si tu le rends plus étanche, tu vas diminuer le débit d'air plutôt que l'augmenter (et augmenter la température de l'air)
tu peux m'envoyer la doc sur les 2 ventilos en MP?
merci d'avance

[jeanlouis84]

Pas d'accord !
Le ventilateur étant placé en amont du capteur, s'il y a une fuite dans le capteur, et le moyen de la réduire, le débit de sortie sera nécessairement supérieur puisque l'air ne fuyant plus serait ramené vers la bouche de sortie.


Par contre, au niveau des températures, je n'en sais rien : tout dépend à quel niveau se situerait la fuite éventuelle et à quel genre de température ça fuirait ... En gros une fuite de bas de capteur (par exemple au niveau de la connexion d'arrivée de l'air venant de l'intérieur) serait une fuite plus 'froide' (T voisin de 15-20°C), qu'une fuite en haut du capteur (T voisin de 55°C), avec des effets très différents sur le chauffage de ma pièce...

[palus06]

Pas d'accord !
Le ventilateur étant placé en amont du capteur, s'il y a une fuite dans le capteur, et le moyen de la réduire, le débit de sortie sera nécessairement supérieur puisque l'air ne fuyant plus serait ramené vers la bouche de sortie.

ok; j'avais pas vu que le ventilo était avant le capteur
@

[jeanlouis84]

Bonjour à tous les fans de capteurs à air,

Je viens chercher vos bonnes idées pour tenter de résoudre une petite impasse où je me trouve dans mon installation (voir les photos quelques mails plus haut !)

Problème de base : l'air sort trop chaud des capteurs (env. 60°C), ce qui occasionne forcément un très mauvais rendement.

Données de l'installation :
- chaque capteur fait 3 m2 (2,5 m(h) x 1,2 m(l)) et est muni d'un ventilateur axial donné pour 320 m3/h. Entrée et sortie par 2 orifices (bas et haut) de diamètre 150 mm
- j'espérais - compte tenu des pertes de charge - que je ne sais pas calculer - obtenir un débit final au moins égal à 150 m3/h pour être 'dans la norme' des 50 m3/h par m2 de capteur.
- devant la faiblesse du débit d'air, je suis allé jusqu'à retirer un filtre à poussière que j'avais installé en amont du ventilateur, sans effet notable (juste 2 ou 3°C de moins en sortie attestant d'une très faible augmentation du débit d'air.

Résultat :
une température de sortie de capteur l'ordre de 60°C (pour une entrée à 15°C) => Delta T de 45°C
Si j'imagine évacuer une puissance (au mieux) de 300 w/m2, soit 900 w/capteur, ce Delta T donne un débit maxi de :
900/(0,34 x 45) = 59 m3/h

L'étanchéité à l'air du capteur a été particulièrement soignée => je ne crois pas qu'elle soit en cause
Le passage d'air dans le capteur correspond à une épaisseur utile de :
10cm - épaisseur isolant 4,5 cm - espace pris par surface captante en tôle ondulée (ondes perpendiculaires au flux d'air de 2,5 cm = 3cm de passage (répartis en 2 faces sur une largeur de 120 cm, soit une section de passage d'air de 3,6 dm2
Le passage d'air dans les entrée/sortie se fait dans des gaines de diamètre 150 mm => section de 1,77 dm2

NB : avec ce débit d'air extrêmement réduit (qui donne des vitesses de l'ordre de 0,5 m/s dans les gaines de 150mm), je doute qu'il y ait beaucoup de perte de charge !!!

QUESTIONS A CEUX QUI SAVENT : comment le débit annoncé du ventilateur à 320 m3/h peut-il se trouver réduit à moins de 60 m3/h en sortie ???
que me préconisez-vous ?

Merci d'avance,

Jean-Louis

[invite3b180c43]

bonsoir,
suivant ou tu as acheter ton ventilateur, pro ou gsb.
pour exemple j'aie autoconstruit un capteur de 2 m2 , l'air passe dans des gaines alu derrière un simple vitrage.
j'aie installé un ventilateur type extracteur air chaud pour cheminé avec un debit de 350M3 sur papier.
mesuré a vide de 210M3, là dejà j'ai une sacrée perte.
Montée a la sortie du capteur et remesuré et.................. plus que 100 M3/ H

[invite934d36f0]

Salut Jean-Louis,

Si ta température augmente tant que ça (surtout à cette saison!) c'est obligatoirement à cause d'un manque de débit dans tes capteurs. Soit tes ventilos sont loin d'assurer les débits qu'ils annoncent, soit tu as trop de pertes de charges sur ton circuit ou soit les 2 !
Ok pour la section de passage dans tes capteurs, mais as tu des chicanes qui pourraient accentuer les pertes de charges?
Comment sont tes ventilos? De quel types? Axiaux ou hélicoïdaux? Méfie toi de certains modèle axiaux qui, malgré des débits annoncés satisfaisant, voient leurs performances s'écrouler à la moindre pertes de charges...

[jeanlouis84]

Merci Moux.
Quelle est la différence entre ventilateur axial et hélicoïdal ?

[palus06]

je pense que Moux voulait dire les ventilos axiaux et les ventilos helicoïdaux
celui que tu as JL84, c'est un axial
le fait d'avoir étanchéifié a dû aussi augmenter les pertes de charge même si ça a diminué les fuites-
pas simple!
y avait un archi-pro qui connaissait bien tous ces trucs là, chéplus comment il s'appelait
@+

[palus06]

mon clavier a fourché!
je voulais dire

ventilos axiaux et les ventilos centrifuges

pan sur le clavier
@+

[sachem]

Petit retour de fonctionnement de mon capteur.
Aujourd'hui, en cette froide journée (-6° ce matin à 08h00 et actuellement +2°) mais avec un ciel bleu azur, l'air sortant du capteur est à environ 55°. Je présume que cela est synonyme de mauvais rendement d'après ce que j'ai lu précédemment mais je dois dire que ça m'épate ce système. Je rajouterai donc un ventilateur quand la belle saison sera revenue.
Actuellement, la pièce où arrive l'air est à 21° (18° ce matin au réveil sans aucun chauffage durant la nuit). Ça monte tout doucement et les parpaings emmagasinent les calories.

Quelqu'un aurait-il un retour d'expérience d'un capteur ne montant pas à + de 40° par une belle journée ensoleillée d'hiver grâce à un ventilateur efficace?

Merci.

[grandgui]

pour Jeanlouis84:

belle réalisation!
une idée du prix de revient?
avantage/inconvénient par rapport à des systèmes tout fait du style solarventi ?

[jeanlouis84]

Oui, bien sûr !

Mon expérience m'a coûté : (NB : 1 capteur = 3 m2)

Matériaux achetés : 600 € par capteur, soit 200 € par m2

Main d'oeuvre :
Fabrication boîte : 8 h
Installation : 17 h
par capteur : 25 h

si valorisation M.O. à 15 €/h,
coût de revient Main d'oeuvre 375 € par capteur, soit 125 € par m2


soit au total : 975 €/capteur ou 325 €/m2


Si vous avez besoin de plus de détails n'hésitez pas !

Bien cordialement,


Jean-Louis

[jeanlouis84]

Coût de revient (suite)


Après on peut tenter d'aller plus loin et faire une évaluation (très approximative) de la rentabilité ou de la durée d'amortissement.

Des différentes expériences trouvées en ligne, j'ai déduit une production de l'ordre de 500 kwh/m2 de capteur par saison hivernale (donc par an).
Personnellement, je suis plus prudent et j'aurais tendance à l'évaluer dans ma région de haute Provence à :
180 jours x 5 h de chauffage réel x 60 % rendement x 500 w/m2 (puissance solaire produite par beau temps) = 270 kwh/m2 capteur

Au prix actuel (2013) du kwh électrique à 0,125 €/kwh, cette production annuelle m'économise une dépense d'électricité de : 270 x 0,125 = 34 €/an par m2 de capteur


Le coût de revient (tout compris, matériaux + M.O.) de mon capteur étant de 325 €/m2 de capteur, mon installation s'amortit en 325/34 = 9 ans et demi
Soit une durée d'amortissement à peu près comparable à celle d'un chauffe-eau solaire, ce qui n'est pas si mal.



A titre de comparaison, les capteurs à air existant dans le commerce coûtent environ 500 €/m2 auquel il faut rajouter des frais d'installation qui, faite par des professionnels, devrait coûter environ la même chose (soit à peu près 17 h de MO x 30 €/h = 510 €/m2), donc un coût de revient installé aux alentours de 1 000 €/m2.
C'est ce coût de revient prohibitif (environ 3 fois mon coût en auto-installation) qui conduit à une durée d'amortissement prohibitive d'environ 30 ans et donc à l'abandon de ce système pourtant intéressant de capteur à air utilisé pour le chauffage.

[grandgui]

merci pour vos réponses détaillées !!

j'envisage la construction de ce type de capteur pour modifier mon installation de ventilation (actuellement VMC simple flux, qui contrarie le fonctionnement de mon poêle à bois....) et pour repasser en ventilation naturelle la majeur partie du temps (saison chaude et nuit) et VMI artisanal avec capteur solaire en mi-saison et hiver (quand le soleil est de sortie).

quel type de ventilateur utilisez-vous? avez des philtres en amont des capteurs? ou amont des ventilateurs?
j'ai repéré ce fabriquant (jeremias.fr) qui propose des ventilations mais elle ne doivent pas être exposées à des t° supérieurs à 60°, ça parait un peu limite pour ce type d'utilisation, non?

[palus06]

philtres en amont des capteurs?

l'air agit comme un philtre et le filtre est en amont du ventilo
pour le ventilo, voir la doc
@+

[grandgui]

merci pour la doc !

c'est pas trop bruyant ce type de turbine pour cette application?

je ne suis pas un As en éléct. mais, pour la turbine, il vaut mieux partir sur un modèle surdimensionner en triphasé et l'alimenter par un variateur de fréquence piloté par deux capteurs de température:
- un dans le capteur solaire pour déclencher le démarrage du ventilo à une température donnée ( disont 30°c)
- un en aval du ventilo pour réguler la vitesse d'extraction (pour garantir un bon rendement en soufflant à une t° entre 22 et 30°c)

pour ce faire, un variateur de fréquence peut'il gérer ça seul ou il faut un automate ou autre ?

[palus06]

si c'est bruyant
ça a fait l'objet d'une discussion avec héraklès, en son temps
du coup, il se retrouve dehors (pas héraklès... quoique... il répond plus) mais le ventilo!
pour moi, une sonde en haut du capteur marche/arrêt du ventilo
le variateur de puissance en place pourrait faire bcp mieux que ça... comme tu l'expliques si bien!
@+

[grandgui]

si le ventilo ce retrouve dehors, il est en installé en amont du capteur ?

sinon, j'ai vu également ce type de ventilo de gaine centrifuge (http://www.detandt.com/sites/default...ntrifuge_0.pdf) qui pourrai faire mise à part la température limite... je vais essayer de contacter le fabriquant...

[palus06]

si le ventilo ce retrouve dehors, il est en installé en amont du capteur ?

le capteur est décalé par rapport à la maison
et j'ai fait ce qui m'arrangeait le plus en termes de passage de tuyauterie pour le choix amont/aval du ventilo par rapport au capteur
y en a qui votent à droite, d'autres qui votent à gauche (je parle pas des votes blancs ou du centre... je sens que cette comparaison va dégénérer!)
ben c'est pareil, y en a qui mettent le ventilo en amont du capteur, d'autres en aval - et chacun pense avoir raison.

ton ventilo, il n'est pas centrifuge
@+

[grandgui]

merci Palus06 pour tes réponses...

est-ce qu'il existe une synthèse de ce cette discution de 126 pages?

je cherche particulièrement des infos sur les systèmes auto-construit qui sont intégrés à l'enveloppe du bâtiment (dans mon cas, il s'agira du remplissage en partie basse, d'une ossature poteau-poutre bois). Je ne compte pas faire des murs capteurs ou trombe car l'intérieur de ces parois sera intégralement habillé de rangement...

[grandgui]

après survol de la totalité de ce fil et quelques recherches sur la toile...

je crois que je vais m'orienter vers un modéle des plus basic, peut'être autonome si possible...
dans mes recherche, j'ai vu le modéle de Solarair qui utilise de l'ardoise comme capteur qui me dit bien... et l'utilisation de vérin autonome (thermosensible) pour gérer les clapets est excellente...

est-ce qu'une exposition Est-Sud-Est peut être valable en circuit fermé (prise de l'air frais dans la pièce...) ou trop de risque de surchauffe estival et rendement médiocre l'hiver?

pour celui en façade Sud, il sera avec ventilo et prise d'air neuf extérieur pour assurer le rôle de VMI, donc surement d'une autre conception (air immobile entre verre et absorbeur)...

[jeanlouis84]

Bonjour Grandgui,

Le problème auquel nous sommes souvent confrontés - toute l'année, mais spécialement en hiver, période qui nous intéresse - est une tendance à la condensation, voire à la forte brume matinale, ce qui nous fait généralement privilégier le ouest-sud-ouest, plutôt que le est-sud-est. Mais évidemment pour une maison déjà construite, vous êtes tributaire de l'existant et de ses contraintes...

Pour ce qui est du 'trop chaud l'été' par rapport à un 'pas assez chaud l'hiver', il faut surtout régler une inclinaison quasi verticale (pour avoir un captage optimisé l'hiver) et aussi prévoir un système de protection/couverture l'été (car il est bien rare, sous nos latitudes, qu'on veuille chauffer l'été - sauf cas très particulier : altitude, ou stockage intersaisonnier).

Bien cordialement,


Jean-Louis

[grandgui]

bon, j'avance doucement dans mes projets...

j'ai moyen de récupérer à bon prix du verre sécurit... le soucis c'est que les morceaux ayant 4 bords droit sont fumés bronze ou, d'autres, teintés bleu-vert... est ce que ça réduit beaucoup le facteur solaire par rapport à du verre non teinté ?
sinon y'en a en sécurit non teinté mais avec 2 angles sur 4 ayant un rayon de 8cm pas trés pratique à installer....

il s'agit dans tous les cas, de vitres de bus de récup.

[sachem]

Bonjour à tous,

Je me prépare à modifier mon capteur à air (présenté pages 115, 116, 117) afin d'y ajouter un ventilateur. Il fonctionne actuellement simplement en thermosiphon mais je voudrais en améliorer le rendement. Je me suis donc mis en recherche d'un ventilateur. Herakles m'en avait conseillé un page 115 mais supergloups en terme de prix! (plus cher que mon capteur en fait)
Après recherches, j'ai trouvé ça:
http://www.la-boutique-de-lair.com/a...m#.U0fqd1dBrGg
Le prix est alors plus que raisonnable mais le débit non variable. Est-ce réellement un problème a votre avis? 150m3/h c'est déjà pas mal non?
Ce modèle me permettrait de ne pas ajouter de variateur de puissance. Mon thermostat à bulbe actuel suffirait.
Mais ce ventilo est-il assez résistant pour pulser l'air à travers une gaine de plusieurs mètres + un capteur pendant des heures/semaines,/mois/années?

Sinon il y a ça:
http://www.vortice.info/documents/Lineo.pdf
L'installation coûtera alors environ 150 euros tout compris (ventilo, variateur de vitesse électronique). C'est plus cher et aussi probablement plus fiable.

En fait ma question est la suivante: Installer un ventilateur à vitesse variable (de 150 à 200m3/h en gros) apportera-t-il un gain significatif en terme de rendement? Un gain valable, je veux dire, pas 2%. A votre avis messieurs les spécialistes?

Merci. @+

[jeanlouis84]

Bonjour Sachem,

J'ai une installation de deux capteurs de 3 m2 chacun montrée par une photo deux pages plus haut.
J'ai installé sur chaque capteur un ventilateur de 150 m3/h dans une gaine de diam.150.
Mon observation est que la température de sortie capteur est souvent proche de 50°C, alors que j'avais calculé les 150 m3/h pour que la température sortante ne dépasse pas les 40°C. Cela veut dire que, quelle qu'en soit la cause, le débit nominal de 150 m3/H n'est pas atteint (je pense qu'il y a notamment une trop forte perte de charge au niveau du clapet anti-retour que la force de ventilo n'ouvre qu'à moitié).
Mon conseil est donc : si tu as la place, installe donc 2 ventilateurs bon marché de 150 m3/h chacun, ce qui t'assurera un débit supérieur (mais certainement pas de 300 m3/h !) et baissera ta température de sortie de capteur ce qui n'a que des avantages. Mon avis est qu'on ne peut jamais trop souffler (sauf problèmes de bruit et/ou de courant d'air dans la salle, mais très faibles à ce genre de débits - noter qu'en outre on ne fonctionne évidemment que de jour => l'aspect bruit est largement secondaire).

Bien cordialement,

Jean-Louis

[sachem]

Merci pour ta réponse!
Effectivement, ça fait réfléchir. Ton capteur est-il plein Sud?
L'aspect bruit est secondaire, d'autant que mon ventilo sera dans le vide sanitaire, donc inaudible.
Deux ventilo de 150m3? diantre!
Peut-être pourrais-je en acheter un à débit variable (genre 170/300) et ajuster le débit en fonction du rendement voulu. Une fois le meilleur compromis trouvé, je ne touche plus à rien. Mais bon, ça va être plus cher.

[palus06]

salut
le premier, je sais pas ce qu'il vaut? il y a pas d'infos
le second, ça dépend du modèle
150m³/h pour une perte de charge de 60Pa min
je sais plus combien on compte de perte de charge dans le capteur 30Pa? suivant ses dimensions...
--> ça fait le troisième modèle du PDF

[sachem]

OK, merci Palus.
Jean Louis, pourrais tu m'indiquer précisément quel type de ventilateur tu utilises (voire carrément la marque et le modèle) parce que vu les déconvenues que tu rencontres, j'aimerais autant éviter ces modèles.
Merci.

[jeanlouis84]

Pardon pour le retard.
Je n'ai pas les réponses précises.
L'un acheté chez Leroy M devait être un S&P donné pour 180 m3/h
L'autre chez Bricoman, pas de marque visible était donné pour du 230 m3/h
Je pense qu'aucun des deux ne doit en réalité dépasser les 100 m3/h (car sinon je n'atteindrais jamais les 40°C en sortie que je dépasse largement quasiment tous les jours !)

Le problème est que ces données ne sont valables qu'en l'absence de perte de charge.
J'ai rajouté un clapet anti-retour que la force de chaque ventilo n'arrive qu'à ouvrir à moitié, ce qui génère une perte de charge considérable, et donc une baisse substantielle du débit...
Comme les 150 mm sont le diamètre maxi trouvable en grande surface (= prix raisonnable de l'ordre de 40€/u), je pense que l'idéal serait d'en mettre 2 en parallèle, ce qui impose un trou supplémentaire dans le mur... Ou bien renoncer au clapet anti-retour pour diminuer la perte de charge et donc augmenter le débit...?