Plan chauffage solaire + eau chaude

[mweber]

Bonjour à tous,

Je vais faire construire d'ici quelques mois une maison bioclimatique (norme EffiEnergie BBC) au sud de Nantes. Elle sera chauffé avec un poële à pellets de type hydro (chauffant de l'eau) et des panneaux solaires.

Désirant utiliser comme source principale l'énergie solaire thermique, (et donc en secondaire le pöele) j'ai fabriqué un prototype de panneaux thermique qui m'a donné de très bons résultats à Brest, pour un cout ridicule (un peu plus de 100 Euros / m²).

http://matthieu.weber.free.fr/ecolog...ire/index.html

En matière de chauffage, j'ai vus l'architecte vendredi dernier qui me parlait du "chauffe-eau solaire thermodynamique":

Un capteur solaire alimente une mini pompe à chaleur incluse dans un ballon d'eau chaude.

En gros, c'est comme un ballon thermodynamique mais avec le solaire en + comme "source chaude".

Il me dit que ca couterait moins cher que de faire mon système avec mes "classiques" panneau solaires, mais je ne suis pas convaincus:

Son système est cher: Plus de 4000 euros pose non comprise.

Ça coute du courant électrique pour le compresseur (même si ce n'est que 25% de l'énergie utilisée pour chauffer l'eau
Le ballon fait 200L.

Le compresseur et la tuyauterie avec passage de fluide frigorifique par les capteur solaires..., ca donne quoi en longévité ?
10 ans...20 ans... ?

Mais comme je bricole: Je vois plutôt un ballon de 2000 L (que je fais installer pour avoir le crédit d'impots, dans ce cas, il faudra peut être que j'achète et que je fasse poser 1 à 2m² de panneaux solaires), et ensuite j'ajoute une tripoté (16M²) de capteur solaires faits perso, que j'intègre à la toiture (après chiffrage ca devrait me couter un peu plus de 100 euros le m² en utilisant du Makrolon à la place du verre (plus léger, moins cher mais 10% de pertes)).

Donc en gros (16 * 100) + 2000 Euros de ballon = 3600 Euros l'installation. (On en arrive facile j'imagine à 4000 avec les tuyaux, vannes soupapes et tout le reste...).

Donc en gros même investissement, mais ballon 10 X plus gros (inertie + 2-3 enfants... plus tard). Et pas de cout en électricité. (La pompe de circulation sera alimenté en 24v par panneaux solaire + batterie)

J'ai fais un schéma du chauffage, simple pas cher, mais qui présente un léger inconvénient, dites-moi ce que vous en pensez:

Je crois que ce que j'ai dessiné s'appelle tout bêtement un plancher (mur) chauffant solaire direct.




L'inconvénient que je trouve à mon schéma est:

Si pas de soleil et poêle à pellets éteint: Pas de réchauffage du mur grâce à l'inertie d'un éventuel ballon tampon lambda. (que j'ai pas mis pour réduire les couts).

Mais ont part sur ces hypothèse:

- Maison BBC sur-isolée.

- Mur (de masse) en terre crue (pisé) ou passeront les tuyaux très épais (+ de 30cm).

Sachant qu'un ballon tampon de chauffage par le sol fait 2000L et que la capacité calorifique de l'eau est 4X supérieure à celle de la pierre. Je crois que ca voudrait dire que mon mur devrait contenir plus de 4 X 2000 = 8000L de terre pour prétendre remplacer un de ces ballons: Ce sera le cas car c'est une 1/2 rotonde de 10 m de diamètre, sur 3 de haut et de plus de 30cm d'épaisseur...

Ça fait dans les 14m cubes... Belle inertie ? Non ?

Alors ? Ce principe est-'il viable ? Manque t'il des éléments ?

Merci de votre aide !

Matthieu
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[mweber]

Up !

Aucune remarques a faire ??

[mweber]

Bonjour, j'ai quelque peu complété mon schéma...


Les hypothèses sont les suivantes:

- Maison sur-isolée, besoins en chauffage limités.
- 16M² de capteurs.
- Mur en terre crue de 20m de long (en fait un 1/2 rotonde) et 4m de haut, faisant office de mur chauffant (offrant à la fois une forte capacité calorifique et inertie thermique).
- Système "drain back" des capteurs solaires : Vidange des capteurs en été en cas de surchauffe: Pas de surpression donc pas de vase d'expansion, ni de glycol (vidange en cas de gel).
- Chaudière auxiliaire : poêle à pellets.
- Possibilité de refroidir le système dans la piscine (et de chauffer cette dernière!).

- Régulation faite maison avec un micro-contrôleur PIC:
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Voici une ébauche d'algorithme:

0) Sécurité: Le poêle ne peut fonctionner que si la vanne 1 est basculée coté poêle et si la pompe 1 tourne.

1) Sécurité: Si ((T°c panneau solaires > 80°) ou (T°c capteurs < 15°)), basculement de la vanne 1 pour marcher avec les panneaux solaires, de la vanne 2 coté retour direct et arrêt de la pompe 1 : Cela aura pour effet de purger les capteurs solaires dans la réserve (drain back) on fixe un délais d'attente pour laisser le temps au capteurs de se vider, puis (si besoin), re-basculement de la vanne 1 pour marcher avec le poêle et réactivation (si besoin) de la pompe 1 (en cas de conditions 2 ou 4).

2) Sécurité: Si (T°c ballon < à 55°C pendant plus de 7 jours consécutifs), démarrage de la pompe 1 et basculement de la vanne 1 pour marcher avec le poêle, de la vanne 2 coté vanne 3 et de la vanne 3 coté ballon afin de remonter la température du ballon à 75°C. (Protection contre la légionellose).

3) Si (T°c panneau solaires > (T°c ballon + 10°C)), basculement si besoin de la vanne 1 pour marcher avec le panneau solaire et activation du circulateur. (Cette fonction est prioritaire par rapport à 1 et 4).

4) Si (T°c ballon < à 40°C) basculement si besoin de la vanne 1 pour marcher avec le poêle, de la vanne 2 coté vanne 3 et de la vanne 3 coté ballon afin de remonter la température du ballon à 55°C.

5) Si ((T°c panneau solaires < (T°c ballon + 10°C)) & (Chauffage = off) & (T°c panneau solaires > T°c piscine)) Basculement de la vanne 1 pour marcher avec les panneaux solaires, de la vanne 2 coté vanne 3 et de la vanne 3 coté piscine. Démarrage de la pompe 1.

6) Si ((Chauffage = on) & (T°c pièce < T°C consigne pièce)) marche pompe 2 ; sinon arrêt pompe 2.

7)… pas encore traité les cas du chauffage….



Discussion déplacée depuis le forum environnement.

Bonjour mweber,
Dans vos messages, vous avez introduit des images en lien vers un serveur externe. Or, comme expliqué ici, nous (modération), préférons que les images personnelles soient hébergées en tant que pièces jointes sur Futura-Sciences.
Je vous demande donc l'autorisation d'effectuer des copies de ces images en pièces jointes de vos messages, et vous invite à l'avenir, à utiliser les pièces jointes ou les albums pour vos images personnelles.

Merci d'avance.

Cordialement.
Philou67 pour la modération.

Bonjour Philou67 et merci pour l'info,

Évidement pas de problème vous pouvez copier ces images !

Ce sera plus sur pour l'archivage éventuel de cette discussion..

Cordialement

Matthieu

[invitec9e13d4d]

En principe, si les paneaux choisis ont recu une certification CSTBat, ils peuvent soutenir la surchauffe l'été. (test de 1 an au soleil sans eau)
Si le vous prenez un système drain back, pas de risque de bouillir le glycol. J'ai laissé mon panneau à tube tout le mois d'aout vide sans problème. Par contre, le panneau tube à une température de "stagnation" prévisible (250°c théorique et 160°c en pratique). Pour les panneaux plats, pas de limite.
Donc, je ne prendrais de système de délestage mais plutot un système de chauffage inter saison pour la piscine.
Chez moi, j'ai fait l'essai croyant de ca allait cuire l'été.
En fait, quand il a fait très chaud, la piscine était déjà à 30°C et j'étais en train de me demander comment la refroidir, donc pas le moment de lui mettre des calories et plus.

Côté chauffe eau thermo, je trouve que c'est dommage de refroidir une maison qui a couter cher pour etre BBC. C'est bien pour les veilles granges.

Côté piscine, j'ai pris des blocs à bancher en polystyrène. Ca aide vraiment à maintenir la température pas rapport à du béton.
et puis un bulle par dessus.. D'ailleur, je vais me baigner maintenant avec une eau à 28°C.. et he suis dans le val de Loire

Mes photos

http://forums.futura-sciences.com/me...-ocazeaux.html

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ulyssesourd]

Bonjour,
Schéma pas bon...circuit chaud isolé par rapport au retour froid ballon ECS / mur chauffant ... Vannes 3 voies sur les cotés ce n'est pas bon : Ca va fait boum si les 2 vannes sont fermées.ou si l'eau chaud "monte" vers les panneaux solaire qui sont très froid en hiver !! En plus 4 vannes 3 voies c'est trop !
1 ou 2 suffissent et double echangeur dans ballon tampon avec ballon ECS en bain marie + il ne faut pas pas de liaison entre le circuit piscine et le circuit mur chauffant, il faut une liaison directe entre le ballon tampon et piscine pour décharger + une liaison eau du ballon tampon et mur chauffant + une liaison poele et l'echangeur haut du ballon tampon + une liaison panneaux solaire et piscine (3 voies tout ou rien sur le retour)
Et cela ne sert à rien de decharger les calories du poele vers la piscine...
A+

[mweber]

Salut Ulyssesourd,

Merci pour ta réponse...

Finalement mon schéma à quelques défauts et est très compliqué à gerrer point de vue régulation. Je vais m'orienter sur ta solution ballon tampon : Avec un montage du style comme ci contre: (ref. shema2)
Schema 2.jpg

Mais... Et si je prenais un ballon sans serpentin solaire (l'eau chaude solaire arrive directement dans le ballon, comme cette du poêle), comme s'en inspire le schéma ci dessous: (ref. chauffage3)
chauffage 3.jpg
Ok je casse la stratification... mais le circulateur de mon plancher chauffant la casse aussi dans le cas précédent...

En plus tout mes circuits seraient à la même pression (atmosphérique) ...et un ballon avec réservoir interne pour l'ECS mais sans serpentin est moins cher...

Merci à tous pour vos conseils

[Ulyssesourd]

Non ... Pas de même pression atmosphérique partout ...

Il faut un circuit solaire séparé et isolé de tout. Imagines la pression qui lâche et ce serait fatal pour les panneaux solaires...

Je ne comprends pas par ce que tu dis : "Je casse la stractification " ??
Ce que je t'ai préconisé est pour la stratification et une régulation indépendante par circuit.

A+

[mweber]

Heu, avec le système drainback et le panneau solaire relié comme sur le schéma 3, c.a.d. direcetement sur le ballon, sans passer par un quelconque échangeur l'ensemble de l'installation est censée être à la pression athosphérique, vu que le drainback est ouvert sur l'air exterieur.. non ? Donc pas de risque de surpression...


Pour répondre à ta question de "Je casse la stratification " : En fait dans un ballon d'eau chaude tampon tu as un gradiant de température (stratification) du plus froid (bas du ballon) au plus chaud (haut du ballon) simplement du à la densité de l'eau f/n T°C.

C'est pour cela que le ballon "ECS bain marie" comme tu le nomme (à juste titre!) se trouve vers le haut de la cuve tampon.

Si maintenant on fait circuler avec un certain débit, plutôt élevé, de l'eau dans le réservoir tampon, la température de l'eau aura tendance à s'homogénéiser par brassage, le haut du ballon devenant moins chaud et le bas du ballon, plus chaud.

On perdra/perdrait de ce fait des calories pour la production d'eau chaude, et on aura/aurait une baisse du rendement pour le solaire, car le delta T°C entre l'eau entrant et celle sortant du panneau solaire sera plus faible.. (pour une situation initiale (ensoleillement et température dans le ballon) identique).

[Ulyssesourd]

Si maintenant on fait circuler avec un certain débit, plutôt élevé, de l'eau dans le réservoir tampon, la température de l'eau aura tendance à s'homogénéiser par brassage, le haut du ballon devenant moins chaud et le bas du ballon, plus chaud.

non,La chaleur monte donc l'eau plus chaude reste en haut et tu dois puisser de l'eau du ballon au 2ieme trou à partir du haut donc l'eau chaude reste en haut pour l'ECS.
En ce qui concerne le débit, il faut mettre une vanne 3 voies qui mélange l'eau plus chaude à l'eau du retour pour minimiser le brassage d'eau. De tout façon la chaleur monte toujours et le froid restera en bas.
Et une régulation intelligente qui régule le tout.
Je préfère un circuit indépendant pour le solaire.
pour le poele : tu réchauffes seulement les 2 tiers du ballon. le dernier tiers est reservé pour le solaire.

[mweber]

Ok ! Les vannes 3 voies étaient dans tout les cas prévues.

tu réchauffes seulement les 2 tiers du ballon. le dernier tiers est reservé pour le solaire.

Cela reste valable, j'imagine, même si ma source de chauffage principal est le solaire ? (> 9Kw en été).

Merci

Matt