Stockage inter-saisonnier : tunnel à galet

[invite2f4dc649]

Effectivement vu sous cet angle.

N'oublions pas non plus que les tubes ont subi de nombreuses évolutions depuis 1974. On peut je pense otpimiser cet échange avec les technologies actuelles.

As tu des retours sur ton système de la part des habitants ? Notamment sur la quantité d'énergie stocké et sur la durée de restitution ? Je viens de faire une RT ce matin pour un logement individuel les besoins en chauffage pour cette maison BBC sont de 3100 kwh/an. Si les chiffres annoncés en début de post sont vérifiés cel couvre 100% des besoins.
-----

[herakles]

As tu des retours sur ton système de la part des habitants ?

Quelques retours sur la base des factures de chauffage de la part de quelques habitants ou leur satisfaction de ne pas avoir à pousser leur chauffage lors des grands froids , ceci malgré une construction "juste dans les clous de la RT2005":
murs : R de 3
toiture R= 4.5 à 5
Doubles vitrages d'avant 2000 , donc moins performants que les vitrages actuels
Véranda fournissant l'air chaud pour le stockage en ETE
Qualité moyenne de l'étanchéité à l'air , notion alors inconnue des entrepreneurs .. avec quelques ponts thermiques faits à mon insu

La dernière réalisation (1999) : 125 m2 habitables , 3 stères de bois, 18 à 25 €/mois Edf+GDF pour ECS + cuisine + petits radiants chambres et SDB+ éclairage + VMI (ventilateur de 245W de puissance maximale ) , sur factures présentées par les habitants .

Une étude du cabinet Izuba (Gefosat) de Montpellier avec simulation thermique dynamique avait conclu à une couverture des besoins de chauffage de 73% , sans risque d'inconfort d'été .

Avec un niveau d'isolation plus poussé et des DV plus performants , la couverture aurait été supérieure à 85~90% ; il faut tout de même tenir compte de la conso du gros ventilateur (245W en été , 150 en Hiver ) qui fait aussi office de VMI .

Note: aucun de ces habitants ne désirait être suivi ni recevoir de visite ..

On peut je pense otpimiser cet échange avec les technologies actuelles.

Non , car on bute alors sur la vitesse de propagation de la chaleur dans les premiers cms de terre ..

[alviju]

..... augmente en effet le réchauffement rapide des parois et donc diminue le rendement de l'absorption de chaleur par la terre ,

Bonsoir Herakles,
Ce que tu as écrit ici au sujet de l'absorption de la terre fait écho, en ce qui me concerne, avec les capteurs à air : leur rendement est meilleur si on les empêche de trop chauffer (je devrais plutôt dire qu'il faut éviter de trop augmenter l'écart de température deltaT entre l'absorbeur et l'air extérieur). C'est mesuré, établi sur des courbes, démontré théoriquement : tu m'as expliqué cela sur le fil des capteurs à air. Je te crois, je te fais confiance, mais il n'empêche que cette croyance de raison demeure diamétralement opposée à l'idée spontannée selon laquelle on augmente la récupération de calories solaires en augmentant massivement la température du capteur.

Ici, au post 2430, tu expliques à evosud qu'une surface d'échange trop réduite chauffera rapidement la paroi : je comprends que cette surface d'échange sera rapidement saturée, et qu'elle sera alors incapable d'assurer le transfert vers la terre de toutes les calories apportées par l'air. D'où diminution du rendement de l'absorption de la chaleur par la terre.
Je reprends le parallèle avec le capteur à air : si le deltaT est trop fort, alors le flux d'air ne peut pas absorber l'intégralité de la chaleur solaire captée par l'absorbeur. Cette reformulation est-elle juste ?

Le parallèle entre la problématique de l'absorption de chaleur par la terre expliquée ici à evosud d'une part et la question du rendement du capteur à air d'autre part est-il déplacé ou inapproprié ?

Je comprends vite, mais il faut m'expliquer longtemps ....

[herakles]

je vais essayer de re-formuler la problématique du rendement d'un capteur :
Grosso modo (j'ai pas les abaques sous les yeux)
Sur la vitre arrivent environ 1000W/m2 par très beau temps clair
on perd environ 15% par réflexion sur la vitre (donnée fixe quelle que soit la T° du capteur)
reste 850W/m2
l'absorbeur se met à chauffer mais sa T° dépend du débit du fluide caloporteur derrière la plaque de métal
Débit= 10 m3/h : la T° peut alors grimper à 80~90°C à la surface
A cette température , la plaque re-rayonne vachement vers la vitre qui re-rayonne à 50% vers l'extérieur + les courants de convection : 300~400W perdus
Pertes aussi sur les bords , dans les gaines et par l'arrière du capteur, : disons 80~100W
Reste plus que 850 - 400 - 100 : 350 W qui passent dans 15m3/h d'air porté à 80°C ( toujours à peu près au pif )

ce qui corrobore aussi la formule : W=0.34*15*(70°C) = 357 W transportés dans un flux d'air à 70°C et à 15m3/h

On peut vouloir 70°C et se contenter de "surchauffer" une masse de galets ou chauffer de l'eau en été à 60°C via une batterie air-eau

mais au détriment du rendement du capteur = 0.35 ...

En augmentant le débit d'air à 30m3/h , on fait baisser la T° de l'absorbeur vers les 60°C
le re-rayonnement vers l'extérieur diminue (200~300), de même que les pertes latérales ,par l'arrière et par les gaines : disons 50~60W

Au final , sur les 850W arrivés sur l'absorbeur , ne reste plus que 490 W
pour de l'air à 50°C~55°C
ce qui correspond à peu près à la formule W=0.34*30*50°C = 510 W
Cette température est suffisante pour réchauffer un stocke de galets par exemple ou pour chauffer l'intérieur d'une maison avec ses murs massifs
rendement du capteur = 0.50 ....

C'est un peu comme la gestion de ton carburant de ta voiture: tu choisis de rouler à 90 stabilisés pour 5L/100 ou à 120 pour 7l/100 : au final , tu irais moins loin avec la même quantité de carburant à 120 ...en grapillant quelques minutes sur le temps de trajet

Bref , tout est affaire de compromis ...

alors le flux d'air ne peut pas absorber l'intégralité de la chaleur solaire captée par l'absorbeur. Cette reformulation est-elle juste ?

Non , car c'est ce qui se passe à la surface de l'absorbeur qui amoindrit le rendement du capteur , le flux d'air étant une autre donnée qui fait varier la T° de surface

[palus06]

je mets une photo du caniveau terminé, du moins jusqu'au niveau de la planche qui supportera les by-pass.
une planche de 10mm?
les 2 reprises d'air... faudra finalement voir ce que j'en fais!


à constater que la réalisation finale n'est pas loin du projet du concepteur - voir ci-après :
@+

[Fof40]

la perte de chaleur est elle conséquente si l'on utilise des gaines alu que l'on isole soit meme avec de la laine de verre (quitte à augmenter un peu l'épaisseur de ladite isolation) plutôt que des gaines aluphonic en diamètre 250 ?

[palus06]

c'est vrai que le prix affiché sur le site pour les gaines aluphonic défie tous les pronostics
à une centaine d'euros les 3 mètres en TTC
si je me souviens bien...
pourquoi pas le faire soi même en effet, même si ça prend juste un peu plus de volume...

[herakles]

On peut toujours isoler des gaines alu rigide mais en perdant l'un des avantages de l'alu-phonic : l'isolation phonique intérieure = les alu-phonic et les alu-coustic sont microperforés intérieurement = piège à son
efficace sur une grande longueur , ce qui évite de mettre l'un de ces PAS coûteux , et permet d'atténuer le bruit du ventilateur .

Il reste l'autre type de conduit , à enfermer dans une gaine technique ,car trop souple : le phoni-flex : 250€ les 10 ml (alu-phonic= 138 € les 3 ml , rigide et pouvant rester apparent dans un local technique )

Le conduit nu alu ou galva , c'estd as les 25 à 35 € le ml prix public HT

Mais au comptoir , on accorde souvent des remises de 30 à 40%., sinon plus .. tentez votre chance ...

[Fof40]

Il reste l'autre type de conduit , à enfermer dans une gaine technique ,car trop souple : le phoni-flex : 250€ les 10 ml (alu-phonic= 138 € les 3 ml , rigide et pouvant rester apparent dans un local technique )

voilà une solution qui convient plus à mon budget, sachant que j'ai un peu de distance entre le point de captage de la future véranda et l'arrivée dans le caisson de ventilation...
Effectivement, l'usage de l'Alu phonic se justifie dans la partie local technique.. bien que dans mon cas de figure, le local technique sera fermé et les gaines non apparentes

[herakles]

C'est SURTOUT l'atténuation du bruit rayonné par le ventilo vers les bouches de soufflage qui est le plus important : la gaine alu-phonic contribue non seulement à transporter l'air chaud avec le minimum de pertes thermiques latérales , mais encore à affaiblir le bruit aux bouches de soufflage en mode "chauffage direct" (c'est à dire , sans passer par les galets qui servent aussi de piège à son en même temps que piège à calories )

le conduit intérieur en alu est microperforé , ne l'oublions pas.. bien lire les tableaux d'affaiblissement acoustique de chaque type de conduit ..

pas mal de gens se plaignent du bruit de leur VMCDF , la faute quelquefois à des conduits lisses galva ou trop étriqués , or le ventilo dont il est question ici brasse trois fois plus d 'air en été à midi solaire( là les galets = piège à son) ...et deux fois plus en hiver par beau temps ensoleillé en mode chauffage direct = soigner l'acoustique du réseau aéraulique devient alors primordial pour le confort de jour dans la maison .

[alviju]

Bonsoir Herakles,

Je te remercie pour la pédagogie de ton msg 2434 du 1er avril : excellente, ton idée de présenter successivement un cas où la température de surface de l'absorbeur est à 80~90°, puis un cas où la température de surface de cet absorbeur est moins élevée càd 60°.

On retrouve facilement dans plusieurs bouquins ou docs la signification du coef 0,34. Tu l'expliques toi-même à plusieurs reprises : cette valeur peut être vue comme étant la quantité d'énergie exprimée en watt qu'1 m3 d'air absorbe en 1 h en s'échauffant de 1°.
Je suis donc OK avec tes 2 calculs :
a) débit air 15 m3/h et air chauffé à 70° : 0.34*15*70 = 357 W transportés en 1 h par le flux d'air
b) débit air 30 m3/h et air chauffé à 50° : 0.34*30*50 = 510 W transportés en 1 h par le flux d'air

Tu insistes sur le fait que le phénomène central se produit à la surface de l'absorbeur : re-rayonnement vers la vitre. Ce re-rayonnement est une perte, qui augmente avec la température de surface de l'absorbeur. Il n'y a d'ailleurs pas que ce re-rayonnement qui augmente avec la température de surface de l'absorbeur : les pertes latérales, par l'arrière et dans les gaines augmentent aussi avec la température de surface de l'absorbeur. Ces phénomènes de pertes contribuent donc à la réduction du rendement si la température de surface de l'absorbeur est très élevée.

Un point me paraît un peu mystérieux, malgré tout : il s'agit de la valeur de 1000W/m2 qui arrivent sur la vitre par très beau temps clair.
- Question de durée : je suppose que c'est sur 1 h, afin de pouvoir calculer les ratios avec 357 et 510 ;
- Je ne dispose pas de valeur de comparaison, je n'ai pas réussi à trouver de docs précise : je ne dispose que d'une carte solaire de France donnant des valeurs en kWh/m2/jour. Cette carte se trouve sur le site de Tecsol.
- D'où provient cette valeur de 1000W/m2 ? Bouquin, abaques ...... ??
- Latitude ? Climat ?
- Est-ce une valeur moyenne ?

[herakles]

il s'agit de la valeur de 1000W/m2 qui arrivent sur la vitre par très beau temps clair.

c'est une valeur approchée de l'irradiation solaire arrivant sur la vitre par grand beau temps et nébulosité négligeable à midi solaire , quand le soleil est au zénith , le maximulm pouvant être atteint en Juin et au Sud de la France dans notre hexagone (Odeillo...)
1000W/m2 , c'est plus simple à retenir...
Après quoi , plusieurs facteurs diminuent cette irradiation : poussières, humidité de l'air , angle d'entrée - variant avec les saisons et la latitude du lieu..- des rayons solaires dans l'atmosphère qui allongent le trajet des rayons dans l'air (donc affaiblissement de la puissance d'irradiation , etc
Une valeur est à retenir= la constante d'irradiation solaire à la surface de notre atmosphère terrestre , d'environ 1380W /m2 ,dans l'espace .

Tu trouveras tout cela dans l'excellent bouquin d'E Mazria : "Guide de la maison solaire passive "


http://fr.wikipedia.org/wiki/Irradiation_solaire
http://www.thermexcel.com/french/program/bilanth1.htm

[invite2f4dc649]

Pour l'irradation solaire je vous invite à utiliser ce site que j'utilisais en bureau d'études : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

Choisir monthly radiation en haut puis votre angle et enfin les propriétés d'affichage. En utilisant la lattitude et la longitude exact de votre emplacement on obtient des données relativement précises.

[herakles]

En choississant "rayonnement quotidien ", Juin, 12h GMT , l'on voit pour Toulouse le pic d'irradiation : très proche de ces 1000 W/m2 ...
En haute montagne , on n'est pas loin des 1100~1150 W/m2 à midi solaire..

[Paillafond]

Bonjour Evosub

Attention ton site concerne le photovoltaïque. Pour le chauffage (eau ou air) il vaut mieux prendre les informations sur le solaire thermique, comme ici : http://ines.solaire.free.fr/chaufsol_1.php

[herakles]

Il s'agissait seulement de répondre à une question d'alviju qui désirait connaître l'irradiation solaire sur la vitre d'un capteur quel qu'il soit (PV, à eau , à air ) et le site donné par evosub donnait cette valeur (G , A )

[invite2f4dc649]

Bonjour Evosub

Attention ton site concerne le photovoltaïque. Pour le chauffage (eau ou air) il vaut mieux prendre les informations sur le solaire thermique, comme ici : http://ines.solaire.free.fr/chaufsol_1.php

Certes mais les données d'irradiation solaire en fonction du site, de l'angle et de la date sont les même pour les deux technologies

[alviju]

Bonjour et merci à tous ceux qui ont contribué : Herakles, evosud et Paillafond.

Ma question initiale portait effectivement sur l'irradiation solaire reçue par la vitre d'un capteur à air, mais Herakles a raison de généraliser la réponse : en effet, la réponse concerne tous les types de capteurs, quels qu'ils soient (PV, à eau , à air ).

Paillafond, je constate que le lien que tu donnes sur le site de l'INES renvoie lui aussi sur http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/app...=en&map=europe via Accueil / Informations solaires / Irradiation solaire moyenne pour l'Europe suivant PVGIS

evosub, le lien que tu indiques est très intéressant, notamment avec le choix Daily/quotidien.

Herakles, evosub : je suis un peu perdu et perplexe sur le sens des 6 colonnes sur les résultats du lien d'evosub.
Les légendes et unités (W/m2) sont fournies au bas du tableau, mais quelle valeur faut-il retenir pour nos besoins de calculs pour les capteurs à air ? G, Gd, Gc, A, Ad, Ac ?
4 valeurs contiennent le qualificatif Global

[herakles]

Ne te casses pas trop la tête : les quantités d'énergie collectées sont tellement variables qu'on prend une moyenne globale au m2 et par jour

par exemple , en région parisienne , un capteur à air , avec un rendement moyen de 0.5 , est capable de collecter entre 0.9 et 1.2 kWh/m2/JOUR en Janvier (sur la base des moyennes d'ensoleillement journalier des 10 dernières années) ou 6 à 7.8 kWh/m2/jour en JUIN et JUILLET (je parle de quantités d'énergie réellement disponibles après le capteur ) ...

La façon dont est construit le capteur à air joue aussi sur le rendement : qualité de la peinture sélective , dessin de l'absorbeur avec ses chicanes , ec..ca joue sur 5 à 15% sur le rendement

Inutle de prendre la peinture la plus chère (noir de nickel-chrome ), le vitrage spécial anti-reflet ou le tube alu de très haut rendement : c'est alors payer 40 à 60% plus cher le capteur pour passer de 50% à 55~60% de rendement ...

[invite2f4dc649]

@ alviju : Tu comprendras sans doute mieux en utilisant les données sur le mois : " Monthly radiation".
Dans ce cas dans le tableau de résultat tu obtiens l'irradiation sur une plaque horizontal, l'irradiation à l'angle optimal ( calculé automatiquement et affiché dans le texte au dessus ) et l'irradiation à l'angle que tu as selectionné.
Se sont des moyennes en kwh/m²/jour
En connaissant ta surface de capteur tu as alors accès à une donnée en kwh/jour suivant le mois étudié.

Il te reste à connaitre le rendement de tes capteurs pour obtenir l'énergie moyenne reçus par jour suivant le mois étudié.

La 4ième colonne du tableau t'indiques également l'angle optimal d'inclinaison en fonction du mois ce qui peut être très utile si tu souhaites optimiser ta production sur une certaine période.

[SoulMan]

Bonjour,

Je reviens telle l'hydre de lerne avec une nouvelle interrogation... ...surement déjà abordée, mais j'ai pas trouvé.


Alors, quand on a fini les tunnels, on remblaie, et ensuite, comment doit-on s'y prendre pour compacter?
Il semblerait logique de compacter le plus possible pour éviter d'avoir, plus tard, un trou sous sa future dalle.
Mais d'un autre coté, j'ai peur qu'en tassant trop, on risque de casser les tuyaux ou percer le bidim.

[herakles]

pas de risque de percer ni le bidim ni le polyane épais ou l'EPDM, si on a bien pris soin de rejeter les gros cailloux pointus de la terre de remblai
Pour les tuyaux , les PVC ou PEHD avec degré de résistance CR8 ou CR16 sont prévus pour les voiries et gros camions

Une petite dameuse pneumatique (à moteur thermique) ou une dame manuelle suffisent (faut de l'huile de coude mais en prime de beaux biceps pour la plage ...)

On dame en couches successives de 20~30cms

[SoulMan]

Ok, on fait un pisé quoi!

[alviju]

@ evosub :
Je trouve ton conseil vraiment très intéressant : les données obtenues grâce à "Monthly Irradiation" sont effectivement facilement interprétables, si l'on comprend bien que les valeurs sont des valeurs par JOUR, pour chaque m2 de capteur.
Un tout petit peu déroutant de choisir "Monthly Irradiation" pour obtenir des chiffres à la journée ..... Mais bon, multiplier les valeurs par le nb de jours du mois considéré n'est pas non plus hyper compliqué !!

@ herakles :
J'ai comparé les chiffres que tu donnes pour la région parisienne avec ceux donnés par le lien JRC d'evosub, en "Monthly Irradiation".
Si rendement capteur = 0,5 , je constate que tes chiffres sur la base des moyennes d'ensoleillement journalier des 10 dernières années sont plus optimistes que ceux du lien JRC donné par evosub.
Où est la vérité ?
- Janvier : de 0.9 à 1.2 kWh/m2/jour pour tes sources, mais 1,35 * 0,5 = 0,675 kWh/m2/jour pour JRC ;
- en Juin et Juillet : de 6 à 7.8 kWh/m2/jour pour tes sources, mais de 4,79*0,5=2,395 à 5,17*0,5=2,585 kWh/m2/jour pour JRC

Les écarts sont conséquents : donc soit j'interprète les chiffres JRC de façon erronée, soit y'a un gros bug quelquepart .....

[herakles]

les chiffres que je cite sont ceux donnés par l'ENSI ( Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs ) pour une expérimentation : il s'agit d'une moyenne de l'énergie collectée par m2 de capteur et par jour en tenant compte d'un rendement de 50% pour un flux d'air de 30~40m3/h et sur des capteurs inclinés plein SUD avec un angle de 40° sur le plan horizontal ..

Il s'agit là d'une irradiation globale = rayonnement DIRECT + DIFFUS...
Relecture faite = 1.23 kWh/m2/jour en JANVIER

mais 5.2 kWh/m2/jour en Juillet ( petite erreure de ma part ...)

Pas le temps de me repencher sur ton site ..

[herakles]

Ah , petite erreur de ma part , désolé !
La fatigue ....trop de boulot par ailleurs ..

Pour la région de Valenciennes =
irradiation globale (direct+diffus) en Janvier sur plan incliné 40° = 1.23 kWh/m2/jour selon l'ENSI ( ce que confirme à peu près le même site )
Rendement expérimental sur les 170m2 de capteurs à air =60%
Energie collectée 1.23*0.6 = 0.74 kWh /m2/jour pour le même mois

J'avais cité de mémoire des chiffres de l'INSA sur Toulouse ..
Dans les mêmes conditions , l'énergie collectée serait de 1.2 kWh /m2/jour avec un capteur à air pour un rendement de 0.6

ci joint tableau pris sur ton site

[Fof40]

joli caniveau béton.. je suis un peu surpris, je pensais qu'il fallait réaliser un caisson en tôle galvanisé isolé pour éviter les pertes de chaleur... quid ?

[palus06]

c'est pas là où sera le ventilo
ce qui sera isolé, ce sera le tuyau entre le ventilo et le caniveau
le caniveau est dans la pièce, au niveau du sol : pourquoi l'isoler?

[Burrich]

Bonjour,
les fondations de notre maison ossature bois sont creusées et contrairement à nos prévisions pas de rocailles, juste de la bonne terre argileuse. Du coup, on en a profité pour faire creuser 4 tunnels qui seront environ 2,7m sous le sol fini de la maison.
Il me semble avoir à peu près assimilé le principe des tunnels, mais si Herakles ou d'autres spécialistes pouvaient donner leur aval, ça nous sécuriserait …
Les galets devraient être du 40-100mm (à peu près les seuls disponibles pour pas chers), disposés dans une tranchée de section 0,36m² de longueur un peu plus de 4m et recouverts comme il se doit (bidim, polyane noir, sabline, compactage ...)
Les capteurs à air (12m² à terme) se trouveront entre les deux étages (115m² pour le rdc et 75m² pour le premier) et j'imaginais le caisson de ventilation extérieur à la maison sur la façade sud pour éviter de faire circuler un air à 50°-60° dans la maison (même dans des tuyaux isolés, on craint des surchauffes dans le Var).
Pour le réseau d'air, j'ai pris pour modèle les plans de ckc31 en page 109 (très beaux ! ) mais quelque chose m'échappe : je ne comprends pas comment l'air peut arriver au rejet (fin août, l'air passe dans les tunnels et avant de repartir au rejet l'air chaud pourrait s'engouffrer selon moi dans les gaines de soufflage et «surchauffer» la maison).
J'imaginais qu'une fois passé dans les tunnels l'air devait obligatoirement revenir au caisson sans rencontrer d'intersection, mais peut-être que les bouches de soufflage sont obturables et dans ce cas l'air peut repartir au rejet.
Autre problème, le caisson de ventilation : j'en ai compris le fonctionnement théorique grâce aux multiples schémas disponibles sur le forum mais pratiquement c'est un peu confus : trouve-t-on des caissons tous faits (chez Fr.. .ir par exemple) ou faut-il les monter soi-même ? (là, avec les régulations, by-pass et tout, ça me paraît un peu compliqué)
Quelle serait la taille à prévoir pour un caisson avec le système classique de ckc31 ?
Je mettrai bientôt en ligne les plans du réseau d'air : on pourra ainsi savoir si les explications distillées sur le forum suffisent aux novices comme moi.

Merci d'avance.

[herakles]

qui seront environ 2,7m sous le sol fini de la maison.

c'est un peu trop : 2.5m suffiront ..sinon, il faudrait approfondir d'autant les fondations isolées en périphérie pour "contenir" la chaleur stockée en été

Pour le reste , pas le temps de répondre :dodo : et hyper débordéeeeee !!!