Maison solaire à forte inertie

[invitec7297944]

Bonjour à tous,

PROJET DE MAISON SOLAIRE A FORTE INERTIE

Objectifs :
Maison confortable, chauffage à basse température, température stable
Autonomie, chauffage et ECS presque à 100 % solaire
Durer longtemps et rester rustique, sans machinerie high tech ni électronique

Maison 95 m² très bien isolée, à très forte inertie, en bord de mer (Finistère)
Isolation type maison passive (ITE), env. 15 à 20 kWh/m²/an
Pas de chaudière ni de pompe à chaleur


DESCRIPTION

Système de chauffage solaire à stockage inertiel, émetteur à très basse température
Sources de chaleur :
1. baies vitrées au sud-ouest, S ouvertures env. 16 m² (double vitr, u = 1.3)
2. capteurs solaires CS au sud, posés à 70°, surface environ 6 à 8 m²,
3. cheminée d’appoint avec circulation d’eau

Inertie de la construction
Masse béton, dalles et murs environ 100 t, équivalent 50 m3 d'eau.

Stockage de la chaleur :
3 cuves en série, de températures décroissantes
1. Ballon d'eau chaude (avec échangeur) t° 55° (150 L, pour 2 personnes)
2. Cuve eau tiède 30-35° (3000 L), isolée (15 cm), incluse dans la grande cuve
3. Grande cuve de stockage à 20° (50 000 L) en sous-sol sous la dalle, bâche epdm sur lit de sable, profondeur 0.90 m, isolée du sol (20 cm). Les côtés de la cuve sont les fondations (hauteur environ 1 m), isolées côté extérieur (20 cm). La cuve transmet sa chaleur aux murs en béton et à la dalle. Le niveau de l’eau arrive à 10 cm sous la dalle ; le dessous de la dalle reçoit un film ou un enduit étanche à la vapeur d’eau

FONCTIONNEMENT

1. Le cumulus classique (avec échangeur)
- reçoit en premier (si t° suffisante) la chaleur des CS
- chauffe l’eau sanitaire (avec la résistance d’appoint si nécessaire) de 30 à 55°

2. La cuve de stockage à 30° (installée dans la grande cuve à 20°)
- reçoit l’eau tiède sortant de l’échangeur du cumulus
- pourra préchauffer l’eau du réseau ECS de 20 à 30-35° en hiver
- peut réchauffer l’air de la VMC de 16 à 22° en hiver (échangeur eau-air)

3. La cuve de stockage à 20-22°
- reçoit l’eau chaude des CS passée par les échangeurs du cumulus et de la cuve à 30°
- peut absorber et stocker la chaleur d’été des CS
- stocke ce qui reste de l’appoint de la cheminée bois si t° sortie cuve 30° > 25°
- préchauffe l’eau froide du réseau de 10 -16° à 20° pour la cuve à 30°
- chauffe directement la dalle RdC et les murs béton

Gains attendus par la grande cuve basse température
- chauffage réparti à très basse température (dalles et murs) : t° mini pour confort optimal
- forte inertie cuve à eau + structure béton : faibles variations de t°
- permet de maintenir la maison à 20° pendant 10 à 15 jours sans soleil en hiver
- réduit le risque de surchauffe en été
- permet le fonctionnement des capteurs à basse température (t° de retour 20 -22°) :
meilleur rendement des capteurs
circuit d'eau à basse pression, peu ou pas d'antigel (circulation en cas de gel, rare)
- circuit CS en tubes PET (t° d’eau maxi < 75° en été avec dt 50°) au lieu de cuivre

Gains attendus par le système
- chauffage solaire gratuit (sauf conso circulateur et VMC)
- supprime le chauffage type plancher chauffant (réseau et circulateur)
- évite l’achat, l’entretien, le renouvellement et la consommation :
chaudière gaz, PAC, chauffe-eau thermodynamique
- chauffage ou préchauffage ECS, diminue la conso électrique du cumulus de 80 %
- préchauffage de l’eau, diminue la conso électrique des machines à laver

Difficultés du système
- étanchéité de la cuve, bâche souple EPDM ? faisabilité, durée de vie
- humidité sous la dalle du RdC
- hors standard (calculs, règlementation, DTU, matériel, entreprise)
- mise au point : échangeurs, vannes trois voies, régulation

La forte inertie devrait réguler le système; il resterait à masquer en partie les CS en été. Si la grande cuve stratifie un peu (15° en bas ?), le delta t avec le sol devrait être réduit, donc il n'y aurait pas trop de pertes de stockage. A part des réalisations en climat + froid avec des stockages en grandes cuves (Jeni), je n'ai pas trouvé de référence comparable. Est ce trop compliqué ? Qu'en pensez vous ?
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[invite8cb143d8]

je plussoie que beaucoup vont te dire que le tunnel a galets est beaucoup plus simple

[herakles]

Bienvenue au Club !

J'ai déjà commencé avec les mêmes objectifs que toi, sauf que j'utilise l'air (et non l'eau) comme fluide caloporteur et une association galets+masse de terre sous la maison (équivalent 50m3 d'eau ) , largement décrite dans le fil : http://forums.futura-sciences.com/ha...l-a-galet.html

Inertie forte , dalles béton , circulation d'air , VMI , ECS solaire (eh oui , on peut faire de l'eau chaude avec de l'air ..) reste que je ne suis pas à 100% autonome car je reste branché sur EDF pour le gros ventilateur de 180W du réseau aéraulique..

140m2 habitables , construction dans le TARN , du côté de LAVAUR..

Si tu veux en savoir plus , jettes un œil sur mon fil : maison bio-clim d'archi bioclim :http://forums.futura-sciences.com/ha...-bio-clim.html

Tu peux aussi te pencher sur les travaux de Hollmuller à l'université de Genève décrivant des systèmes de stockage longue durée avec l'eau comme fluide caloporteur ..

Bon courage !

[invitec7297944]

Bonsoir, et merci pour votre réponse;
j'ai bien suivi le fil tunnel à galets, stockage dans le sol et échanges par air.
Dans mon projet ce principe ne peut pas être repris, car il y a de l'eau à - 1.50 m sous la surface du sol (terrain en arrière du cordon littoral)...

[A voir en vidéo sur Futura]

[SK69202]

Cela fait usine à gaz pour une maison plus isolée, lumineuse mais moins inertielle que la mienne, où des panneaux solaires thermiques surdimensionnés pourraient assurer l'essentielle de la température de base.

Si l'eau du sol est à 12°C, on peut imaginer une autre solution où le système solaire ne sert qu'à l'ECS et au complément des 8°C manquants.

[herakles]

Dans mon projet ce principe ne peut pas être repris, car il y a de l'eau à - 1.50 m sous la surface du sol (terrain en arrière du cordon littoral)...

Bonjour,

Nappe d'eau immobile ou courante ? Si le sol est humide et la nappe immobile , on peut envisager de placer un réseau de dizaines de tubes PEHD à la place des galets , insérés dans les soubassements (fondations , etc..) et envisager de charger le sol en ETE avec les capteurs solaires . Huit à dix degrés en plus en 3 mois dans la masse suffira à assurer les besoins en chaleur pour la maison

Pour le reste , une forte isolation + forte inertie suffit amplement à assurer l'autonomie de ta maison solaire sans pour cela avoir besoin de disposer de tels réservoirs sous la construction

As tu jeté un œil sur le site de Innovert ?

Bon courage

[invitec7297944]

Bonsoir,

SK 69

Usine à gaz - c'est beaucoup moins simple que juste un poêle à bois, mais le poêle (modèle basique) ne fait pas d'eau chaude; il faut d'en occuper; et il faudra s'en servir souvent car même si les temp ne descendent pas très bas ici en bord de mer, on peut avoir facilement une quinzaine de jours gris et pluvieux. Pour moi, une usine à gaz c'est une PAC ou un CE thermodynamique; ça marche combien de temps ? Contrat d'entretien obligatoire, je suppose. Garantie 2 ou 5 ans, et après ? Dans notre maison actuelle (ancienne, 150 ans), la chaudière gaz a plus de 40 ans; c'est un modèle simple et fiable, sans électronique; entretien quasi nul. Concernant le système, je ne pense pas que des échangeurs et des vannes 3 voies soient trop compliqués. Même si la grande cuve est un surcoût évident (avec des problèmes d'humidité et d'autres, à voir), on peut imaginer l'amortir sur plus de 50 ans, car la maison devrait durer bien plus. La petite cuve, non sollicitée en hydrostatique (il y à de l'eau des deux côtés), est une boîte en styrodur + strate ; je sais faire, ce n'est pas un truc compliqué.
Dans le projet, "le système solaire ne sert qu'à l'ECS et au complément des 8°C manquants". Disons 10 à 12°, avec le sol à 10 ou 11° en janvier-février et une réserve d'eau à 20-22°. "On peut imaginer une autre solution". Oui, laquelle ?

Herakles

Nappe d'eau immobile ou courante ? c'est bien le problème. Ce que je sais, le niveau varie. Le terrain est en contrebas du plateau (env. 80 m plus haut), et semble stocker des eaux de ruissellement. On a une voisine, un peu plus haut, qui a "les pieds dans l'eau" en hiver. A priori, il paraît risqué de tenter un stockage de masse du sol. Si on limite la masse de terre en l'isolant (de l'eau) par en dessous, disons à -1.20 m, on perd beaucoup en inertie par rapport à de l'eau.
Avec le système à tubes dans le sol on perd la possibilité d'échange thermique dans la cuve à 30° pour l'ECS et la VMC en hiver.

"une forte isolation + forte inertie suffit amplement à assurer l'autonomie de ta maison solaire sans pour cela avoir besoin de disposer de tels réservoirs sous la construction".
Il faut beaucoup d'inertie pour tenir quinze jours sans apport solaire. Ci-joint une estimation du volume des cuves nécessaire. Une très forte inertie permettrait d'ouvrir les fenêtres, c'est le luxe en habitat passif !

Innovert
Oui, intéressant, mais pompe à chaleur et CE thermodynamique + électronique de régulation...
Dans "Approche technique" / L'absence d'inertie", ils font un comparatif de leur système avec un plancher chauffant à 35°, ce qui est beaucoup trop chaud; cela rend leur système évidemment bien meilleur.

[Paillafond]

Bonjour PLXD

plutôt que des cuves ouvertes, non isolées sur le dessus, il serait plus intéressant (à mon sens) de faire un PSD = plancher solaire direct, ou un MSD = mur solaire direct en complément d'une maison solaire passive.
Cela consiste à injecter directement les calories solaires dans une chape épaisse en priorité. Lorsque cette chape arrive à température, les calories sont déviées pour être stockées dans un ballon, isolé, qui servira à réchauffer les PSD en fin de nuit. Voir ici les compte-rendus d'expériences http://www.apper-solaire.org/?Recherche_cr/!filtre9

Quant à expliquer la maison solaire, elle consiste à être très bien isolée dessous/dessus/ autour (et la RT 2012 nous avance bien de ce côté là), mais la "bible" que tu dois lire, c'est "Le guide de l'énergie solaire passive" d'Edward Mazria.

Retour d'expérience : un copain vient d'achever en autoconstruction une maison à ossature bois avec des épaisseur de "ouf" dans les sols, les murs et la toiture (dépasant largement ce qui est demandé par lar RT) et très largement vitrée au SUD, à 400 m d'altitude dans la région lyonnaise. Tant qu'il y a du soleil, aucun chauffage, quelque soient les températures extérieures. Son problème vient seulement lorsqu'une météo bouchée lui interdit pendant 3 à 5 jours de faire le pleine de calories solaires.

A mon avis, s'il avait pris la précaution d'installer un ballon stockeur pour y puiser les calories pour son mur chauffant, il aurait résolu son problème de chauffe. Il me répond que le chauffage électrique est la meilleure réponse dans son cas, vue sa faible consommation. Je reconnais que son argument est sensé aussi.

[wizz]

Je pense que tu devrais opter pour un ballon d'eau chaude de plus grande capacité, sauf si impossibilité physique dans la maison. Le volume d'eau en plus ne sera pas une perte. L'eau chaude non consommée aujourd'hui sera ça de moins à chauffer demain. Et si ponctuellement, il y a une plus grande consommation d'eau chaude, alors il y en aura pour tout le monde. En revanche, avec un ballon de 150L, si jamais vous avez tout consommé avant le milieu de l'après midi en été, alors vous avez encore la chance pour réchauffer encore 150 autres litres. En revanche, en hiver, en fin d'après midi, si vous avez tout consommé, alors il faudra attendre le jour suivant pour avoir de l'eau chaude. Sauf si la place manque, mettez y un ballon de 300 litres minimum


Ensuite, le circuit devrait être modifié, à mon avis

1.jpg
L'objectif est d'obtenir rapidement de l'eau chaude sanitaire. Le chauffage de la maison peut bénéficier de tout le système inertie thermique que tu as mis en place, mais pas pour obtenir de l'eau chaude sanitaire. Fonctionner ainsi, cela permet de conserver toutes les calories produites par les panneaux et s'en servir à chauffer l'eau chaude sanitaire. Cela sera utile pour les journées défavorables en hiver



2.jpg
Puis une fois l'eau chaude sanitaire atteinte la température suffisante, alors on dirige le fluide caloporteur vers le système de stockage sous la maison


J'ai déplacé l'emplacement de la pompe
Dans le premier cas, elle ne fonctionne que si la température des panneaux est supérieure à celle du ballon

Dans le deuxième cas, idem. Comme le fluide caloporteur va céder beaucoup de calories dans le stockage sous la maison, alors il convient de réguler le débit de la pompe, afin que le fluide caloporteur ait le temps de se chauffer dans les panneaux solaires

[SK69202]

Tant qu'il y a du soleil, aucun chauffage, quelque soient les températures extérieures. Son problème vient seulement lorsqu'une météo bouchée lui interdit pendant 3 à 5 jours de faire le pleine de calories solaires.

Ici c'est le Finistère le soleil peut être absent très longtemps et même si le température est douce, le vent se charge de la faire respecter partout. Exemple du 01/09/13 au 31/08/14.
Echelle de gauche puissance solaire en W/m2, échelle de droite vent moyen sur 24H en km/h, température en °C
Comme le dit PLXD il faut pouvoir tenir au moins 15 jours, mais pour l'hiver 13-14 regarder la puissance solaire du 15/12/13 au 14/02/14 et les températures moyennes d'août......

La surface de capteur devra être très grande pour fournir le kW (au pif d'après mes besoins) nécessaire au maintien de la température de la maison.

mais le poêle (modèle basique) ne fait pas d'eau chaude; il faut d'en occuper; et il faudra s'en servir souvent

J'ai un poêle bouilleur avec un petit stockage d'eau (et quelques centaines de tonnes de pierres) qui ne sert actuellement qu'une fois par jour (3 à 4H) pour maintenir la maison à 21.5°C de moyenne, ton projet étant plus isolé que ma maison, la contrainte "bois" sera plus l'ECS que le chauffage si le temps est "moyen".

Contrairement aux "sudistes" on ne peut pas parier sur la fin d'été et l'automne pour chauffer le sous sol avant l'hiver, il faut stocker dès que l'on peut, la cuve doit être isolée de la maison, on peut l'enterrer dessous mais le flux de chaleur entre la cuve et la maison doit être contrôlable.
Je ne compterai donc pas sur la conduction du béton pour chauffer la maison, c'est non maîtrisable en été, apports solaire éventuellement important, humidité de l'Atlantique, température ambiante, murs qui s'échauffent avec la cuve qui stocke pour l'hiver et le soleil, on finit avec les murs à + de 23°C, une hygrométrie intérieure qui explose en quelques jours et la dégradation du confort est sensible.


En fait ça complique l'affaire..
Wizz a posté pendant ma longue rédaction, on va attendre les PJ

[Paillafond]

Bonjour SK69202, bonjour PLXD

Dans mon esprit la configuration générale de l'installation solaire se fait avec les capteurs au sol : voir par exemple le compte rendu de Guy Catalo en Provence sur le lien APPER/les retours d'expérience, donné plus haut.

De ce fait, augmenter le nombre de capteurs au sol ne posent pas de problème, ils sont aussi moins soumis au vent, on peut intervenir facilement pour les bâcher, nettoyer, réparer, ...etc...

Question climat local, je comprends bien que le Finistère ne ressemble pas à la Provence, cependant, l'énergie solaire n'est pas inexistante et se fait bien souvent dans le "diffus".

Il y a une façon simple de connaître son potentiel, c'est d'utiliser les données statistiques qu'INES = institut de l'énergie solaire" donne ville par ville, pour chaque mois. http://ines.solaire.free.fr/

on y trouve même un logiciel gratuit pour calculer/prévoir son installation de chauffage : CALSOL.

Apper donne un avertissement, celui d'éviter à chercher une autonomie solaire totale, elle amène plus d'ennuis dûs à la surchauffe, que de donner l'appoint nécessaire les jours les plus froids.

[invitec7297944]

Calcul des cuves, estimation

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au format txt

[invitec7297944]

Bonjour à tous; et merci pour vos suggestions

Paillefond
Faire un plancher solaire direct, c'est l'option générale calories dans le sol (en fait dans le béton). Donc réseau, capteurs, régulation, pompe de circulation, ballon de stockage. Si la grande cuve à eau pose trop de problèmes, c'est le plan B. Je vais regarder les infos apper.
J'ai les bouquins de base, Oliva, Mazria, Amet.
C'est vrai qu'avec près peu de déperditions, un appoint électrique (peu de kWh) c'est ce qu'il a de plus simple...

Wizz
Ballon d'eau chaude, capacité. Comme on est que deux, j'ai prévu seulement 150 L, mais on peut augmenter. L'idée est de ne réchauffer que le minimum d'eau par le réseau électrique quand le soleil ne sera pas là. Comme l'eau sera préchauffée à 30 ou 35°, le kWh restera limité.
Circuit. Tu proposes un circuit court pour avoir de l'ECS rapidement. Cela va augmenter rapidement la température de retour de l'eau et donc des panneaux, ce que je voudrais éviter (rendement et sécurité/température tuyaux). Si l'eau chaude sortant des capteurs dépasse 60°, elle ira d'abord dans le cumulus, sinon dans la cuve à 30°; si l'eau ne dépasse pas 35°, elle ira dans la grande cuve. Il semble qu'en décembre-janvier on n'ait pas assez de luminosité pour avoir plus de 60° dans les panneaux.
Choix du circuit. La question est : à quelle température il faut faire revenir l'eau dans les panneaux pour avoir de l'ecs en hiver. Si 20° c'est trop bas, on peut faire un circuit court (mais plus long) avec la cuve à 30°.
Régulation du débit. On peut diminuer le débit pour laisser l'eau chauffer plus. Je n'ai pas la connaissance circulateur-régulation pour répondre.

SK 69
Merci pour le relevé, on voit bien la faible luminosité en déc-janvier; la puissance solaire s'applique à une surface horizontale ou verticale ?
Surface du capteur "très grande" ? On devrait passer avec 6 ou 7 m², c'est très grand ? je vois pas mal d'installations avec 10 à 20 m²...
Chauffage d'appoint. "la contrainte "bois" sera plus l'ECS que le chauffage si le temps est "moyen". Oui, il y aura des kWh à rajouter pour l'ecs, mais vraiment un minimum si l'eau est préchauffée. Un premier calcul donne environ 200-300 kWh pour l'année.
Stockage. "Avec des murs qui s'échauffent avec la cuve qui stocke pour l'hiver et le soleil, on finit avec les murs à + de 23°C". Les capteurs seront sans doute en partie masqués en été (2 capteurs sur les 3 ), et la cuve perdra de sa chaleur dans le sol (il y a de l'eau dans le sous sol). Reste à estimer correctement les pertes de la cuve, qui devraient être assez constantes dans le temps. Ce n'est pas un chauffage saisonnier, la cuve ne stocke pas pour l'hiver, juste pour 10-15 jours.
Surchauffe. Le schéma présenté ne convient pas en région à fort ensoleillement et températures d'été élevées. Mais ici, au bord de l'eau, on a rarement plus de 23-25° en été, 17° la nuit, et pas énormément de soleil. A 20 ou 22° (si tout va bien...), la dalle béton est à peine chauffante. On peut aussi ne chauffer que l'ecs (et éventuellement aussi la cuve à 30°) et ne pas envoyer de chaleur dans la grande cuve; c'est le circuit court proposé par Wizz.

[SK69202]

on voit bien la faible luminosité en déc-janvier; la puissance solaire s'applique à une surface horizontale ou verticale ?

C'est la valeur donnée par ce site. (exemple). Je calcule une moyenne pour chez moi, je voulais étudier l'influence du soleil sur ma maison, mais je ne trouve pas de corrélation.

Surface du capteur "très grande" ?

Pour moi oui, stocker au max dès que possible, quitte à masquer si le soleil grille trop longtemps.

Reste à estimer correctement les pertes de la cuve, qui devraient être assez constantes dans le temps. Ce n'est pas un chauffage saisonnier, la cuve ne stocke pas pour l'hiver, juste pour 10-15 jours.

Sera t-elle entièrement isolée ? Le besoin de la maison est estimée à combien ?

Surchauffe. Le schéma présenté ne convient pas en région à fort ensoleillement et températures d'été élevées. Mais ici, au bord de l'eau, on a rarement plus de 23-25° en été, 17° la nuit, et pas énormément de soleil. A 20 ou 22° (si tout va bien...), la dalle béton est à peine chauffante. On peut aussi ne chauffer que l'ecs (et éventuellement aussi la cuve à 30°) et ne pas envoyer de chaleur dans la grande cuve; c'est le circuit court proposé par Wizz.

J'ai plus d'inertie que ce que tu envisages et après quelques années dans ma caverne (200m3 de maçonnerie, +ou- 500 T) dans le volume isolé dont la température oscille entre 20.5-22.5°C, le seuil de "surchauffe" est assez bas.
Mon sol (pas compté ci dessus)l, à peine isolé par un trottoir isolant de 60cm de large et 6 cm d'épaisseur est à 19-21°C au centre de la maison et oscille entre 16 et 21°C au pied des murs. Il doit représenter plus de stock que la cuve envisagée, mais à part en été la maison ne reste pas sans chauffage 15 jours.
Je pense donc (pas vu la PJ précédente) qu'avec une meilleur isolation que moi et à peine moins d'inertie, que le stockage sera plutôt saisonnier et qu'il faut s'y préparer même si ce n'est pas ton objectif.

Avec ce que je connais du comportement d'une maison très inertielle et isolée en Bretagne sud*, je laisserai tomber l'idée de chauffer par conduction de la cuve vers le béton, je mettrai un réseau d'eau et je chaufferai la grande cuve isolée aussi fort que le chaud soleil d'Armorique voudra pour limiter la consommation d'un autre type d'énergie.
Un poêle bouilleur (ou équivalent) se chargeant éventuellement de remonter rapidement la température en cas de retour d'absence, de froid exceptionnel et d'absence prolongée de soleil.

* sans chauffage la température intérieure est commandée par celle des parois, elle varie dans la durée comme celle des parois, peu de réaction rapide à l’ensoleillement et c'est l'augmentation de la température moyenne extérieure qui finit par réchauffer la masse (à voir, pour ce dernier point, quand même pour les maisons disposant de plus de vitrage que moi)
Quand je chauffe en hiver, il s'agit plus de réinjecter l'énergie perdue par la masse que de chauffer pour avoir chaud (la T° min reste celle des parois), d'ailleurs l'heure des flambées n'est pas très importante pour la température moyenne de la journée.
Pas besoin de régulation autres que des thermostatiques, la masse commande la température.

[invitec7297944]

Bonsoir SK

Cuve de stockage.
Isolée par dessous (15-20 cm), sur les côtés (par l'ITE des murs dans le sol), mais pas en haut pour "chauffer" la dalle.
Besoins de la maison (95 m², G environ 0.22)
En janvier (delta t° 19 - 7 = 12° > 640 kWh. ECS 110 kWh dont 50 à 70 % en électrique.
Apport solaire (14 m² au sud) 440 kWh,
Apport des capteurs (5.8 m², rdmt 0.6) 162 kWh.
bilan : il manque 85 kWh. Sans appoint (poêle a bois-cheminée), la maison (cuve et béton) perdrait 0.7° (pour une inertie équivalente de 100 m3 d'eau).

Surchauffe.
" la température intérieure est commandée par celle des parois... c'est l'augmentation de la température moyenne extérieure qui finit par réchauffer la masse". Compte tenu du degré d'isolation, je pense que c'est la température de la dalle (et donc celle de la cuve en dessous) qui devrait commander.

Régulation
"Pas besoin de régulation autres que des thermostatiques, la masse commande la température." C'est bien ce que je voudrais obtenir; cela passera quand même par une régulation "manuelle" des apports, des volets si nécessaire pour les vitrages au soleil de l'après midi et masquage des capteurs.

Isolation du sol
"Mon sol ... oscille entre 16 et 21°C au pied des murs." Cela fait 5 degrés d'écart, c'est beaucoup (déperditions) et cela explique sans doute le besoin de chauffage. J'ai bien vu ta courbe de température du sol dans ITE d'un vieux mur en LDR; environ 14.5° mi-novembre. J'ai mesuré 14° hier sur le site (dans la maison actuelle, non chauffée, sol non isolé).

Stockage saisonnier
"Je pense qu'avec une meilleur isolation et à peine moins d'inertie, que le stockage sera plutôt saisonnier". J'aurais bien voulu chauffer le sol, mais il y a de l'eau dessous. Donc cuve isolée par dessous. Sans toute la masse de terre ajoutée, seulement la cuve et le béton (équivalent total 100 m3), on n'a pas assez d'inertie pour stocker en été pour l'hiver.

Stocker un max
"je chaufferai la grande cuve isolée aussi fort que le chaud soleil d'Armorique voudra". Ce n'est plus seulement l'option inertie, c'est l'option stockage; plus on monte en température, plus on perd en déperditions. Et du coup, comme c'est plus chaud que 20-22°, il faut réguler. On perd la simplicité de la masse qui régule.

[SK69202]

La température des sols chez moi sur 1 an.
La cheminée SAM contient le poêle, la cheminée SJR est à 8 m du poêle.

[invitec7297944]

Bonjour,

Sk
Merci pour les courbes; je vais regarder. Tu as mis quelle épaisseur de LDR sur tes murs? Il faut aussi que je lise le fil Isolation par l'extérieur

Wizz
Capacité du cumulus trop faible. Il faut prendre en compte le préchauffage de l'EF; si on alimente le cumulus en EF à 28° en hiver (au lieu de 12°, temp de l'EF réseau), on tire moins sur l'eau stockée à 55°. Pour avoir de l'eau au robinet à 38°, on prend 38 % d'eau chaude au lieu de 61 %, ce qui amène une capacité de cumulus effective de 240 L au lieu de 150 L.

[SK69202]

J'ai en ITE 140 mm de LDR sur les murs aveugles (E/N/O) et 2 cm de liège + un enduit granulés de liège/chaux/sable d'épaisseur variable (1 à 8 cm) sur le mur sud et ce même enduit en 5-8cm d'épaisseur sur l'intérieur du mur sud (pas fini entièrement)

[Paillafond]

Bonjour PLXD

j'ai de la difficulté à comprendre comme tu vas réguler la chaleur de ta dalle avec un cuve à eau morte, ouverte, en dessous.

En règle générale on utilse 1, ou plusiers ballons, que l'on sur-isole, afin d'engranger la maximum de calories avec le moins de pertes possibles, et sans limitation de température. Et c'est dans ce stock que l'on vient puiser de la chaleur pour complémenter la température de la dalle, qui, elle, est approvisionnée en direct par les capteurs.

A cette version classique décrite ci-dessus, il existe une variante : 2 serpentins distincts emprisonnés dans la dalle. Le premier est profond et assure une accumulation de l'énergie dans la dalle. Le second est en surface et vient supplémenter en calories la zone supérieure, si besoin.
A lire ici : http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0903/0903.0767.pdf

[herakles]

Bonjour,
Je partage l'avis de Paillafond , concernant la température de la dalle .
Une cuve à eau morte sans dispositif de soutirage des calories à la demande risque en effet de créer des surchauffes s'il n'y a pas d'isolation entre la cuve et la dalle .

l'eau ,contrairement à la terre , est mobile , l'eau chaude montant rapidement vers le haut et du coup , la dalle sera à la même température que la couche supérieure de la cuve.
Alors que la masse de terre déphase naturellement les apports de chaleur à partir de la zone d'échange air-terre (galets ou tuyaux ) à raison de 0.75m~1m par mois environ.

Mieux vaut en effet soutirer régulièrement dans la cuve et selon la demande l' appoint de calories nécessaires hors apports solaires directs

Mieux , utiliser ce qui reste de chaleur dans la cuve pour préchauffer l'air neuf via une batterie d'échange air-eau au plus froid de l'hiver ..

[invitec7297944]

Bonsoir,

Paillefond
Régulation. On stocke de la chaleur en réserve. C'est ce que fait le cumulus, sur un tout petit volume; les pertes restent faibles en valeur absolue. Si on veut stocker beaucoup de chaleur (en volume et en température), il faut isoler énormément (cher), et réguler la sortie de cette chaleur. Donc régulation+/- sophistiquée que je préfère éviter. Il faut aussi un circuit d'échange dans la dalle + un circulateur; l'apport des capteurs étant très aléatoire, on arrive à la la variante avec 2 serpentins que tu décris, qui doit bien fonctionner; mais une fois tout le système est installé (noyé dans le béton), il faut que ça marche, toute modif est impossible.

Herakles
"Risque de des surchauffe s'il n'y a pas d'isolation entre la cuve et la dalle". La cuve n'est pas complètement remplie; on un un vide d'air entre la surface de l'eau et la dalle, environ 10 cm voire plus. L'air étant très mauvais conducteur, la dalle ne devrait pas suivre rapidement la température de l'eau. Je n'ai pas calculé ni estimé la vitesse de ce transfert, mais la remarque incite à le faire.
"Mieux vaut en effet soutirer régulièrement dans la cuve et selon la demande". C'est encore l'option stockage qui ressort, alors que pour moi c'est d'abord une inertie maximale faite pour lisser les écarts de température.
"Utiliser la chaleur dans la cuve pour préchauffer l'air neuf via une batterie d'échange air-eau au plus froid de l'hiver". Oui complètement d'accord, c'est prévu, avec un radia automobile (un petit intercooler) et une soufflante. On prendra l'eau dans la cuve à 30°.

Eviter la surchauffe
Données climatiques : ici, ce n'est pas la côte d'azur. Moins de soleil, soirées fraîches et pas de canicule (l'ile Molène qui n'est pas loin était dans le brouillard pendant la canicule 2003, température moins de 20°... les retraités ont survécu).
Energie captée : il n'y aura pas une grande surface de capteurs (à priori 6 m²), et ils seront en partie masqués (2 sur 3) en été.
Inertie de stockage, environ 50 m3 d'eau. Pour augmenter cette masse de un degré en été, avec tous les capteurs donnant* 600 W/m², il faut 19 h de plein soleil, soit au moins 3 jours. Avec un seul capteur, on passe à 9 jours et dans doute plus car l'inertie de la structure et la fraîcheur nocturne vont intervenir. On a le temps de réagir...
Si le transfert thermique cuve > dalle se fait trop vite, on a l'accès pour isoler légèrement la dalle par en dessous. L'erreur est permise.
*la doc des capteurs Apper solaire type MM peint donne environ 430 W/m² pour un delta t de 40°

[yves35]

bonsoir,

un exemple de réalisation qui ressemble un peu à ce tu imaginais (maison des années 70):
http://forums.econologie.com/tampon-...on-vt4517.html

un autre exemple de ce qui se fait actuellement:
http://sebasol.ch/realisations.aspx?id=1078&r=
lire en particulier:

Ce que M. Jaquier vient de réaliser avec nous c'est ceci :

IL N'Y A PLUS BESOIN DE STOCKAGE SAISONNIER

Allez, on le répète, pour être sûr que cela rentre bien

IL N'Y A PLUS BESOIN DE STOCKAGE SAISONNIER

C'est cela que réalisent avec nous, maintenant, en 2015, des autoconstructeurs et la société civile, à côté d'Aebischer et de tous les Shadoks de (notre) univers qui veulent nous vendre du binz dont nous n'avons pas besoin. Et dont vous n'avez pas besoin non plus.

et:

C'est à présent empaqueté-pesé : du 1.01.14 au 31.12.14 M. Jaquier a brûlé 334 kgs de bois, soit 0.71 (zéro point sept un) stères de foyard dans son bâtiment de 182m2 SRE pour 4 personnes.

choisis ton camp ,camarade....

yves

[invitec7297944]

Bonjour Yves,

"Une réalisation qui ressemble un peu à ce tu imagines"
Cette maison dans les Ardennes a une cuve de 70 t et 65 m² de panneaux solaires posés à 40°. Très fort apport en été, vidange, grosse pompe (660 W). La cuve étant très chaude (35-36° en hiver, plus de 60 en été), elle est isolée de la dalle. Fortes déperditions. Le stockage n'est pas saisonnier : quelques semaines max. Dans le projet présenté, la grande cuve n'est pas du tout utilisée de la même manière; 6 m² de panneaux : 10 fois moins; c'est très différent.

Maison Jaquier en Suisse
Très bel ouvrage. Le système n'est pas si simple que ça : grande cuve inox 1600 litres, plancher chauffant, poêle hydraulique 10 kW; voir schéma Sebasol.
Mais pourquoi cette fixation sur le chauffage (inter) saisonnier ?
On a l'impression que le mot "grande cuve" déclenche immédiatement le réflexe "stockage". Dans le projet, ce n'est pas le stockage qui est visé (il faut de la température avec les problèmes associés : déperditions, circuit de circulation, régulation), c'est l'inertie, non dépendante de la température. L'objectif c'est d'avoir une maison qui se comporte comme si elle était construite sur un sol constamment à 20°.
Moins de "binz" (moins de matos électro high tech), tout à fait d'accord.

Choisis ton camp
Les données climatiques d'ici (Finistère) sont moins sévères et ne limitent pas le choix à ces deux réalisations.

Paul

Source : http://www.sebasol.ch/

[Paillafond]

Bonjour PLXD

chauffer une dalle par une cuve ouverte en dessous, tu pourras pas gérer = mais je l'ai déjà dit
Il y a aussi les cycles d'évaporation qui vont apporter une sacrée perte de calories AMHA : ce sont les molécules les plus chaudes qui font la transition entre l'état liquide et l'état gazeux. Donc refroidissement assuré.
Et tu risques de faire proliférer des algues ... même dans l'obscurité complète.

Enfin pour ce qui est de l'inertie, sa définition est la résistance au changement. Elle se caractérise par la vitesse, donc à la durée nécessaire pour qu'une masse revienne à son équilibre thermique. Et cela dépend de 2 facteurs : la diffusivité (qui doit être bonne), et la différence de témpérature entre les 2 états.

Voir toutes les explications, ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Inertie_thermique

[SK69202]

Je suis déjà à plus de 20.5°C toute l'année et ma puissance de chauffe moyenne est de 2kW (0 à 6) , avec une isolation et une étanchéité à l'air plus performantes, le besoin de chauffage que j'ai pourrai être beaucoup plus que réduit et rentrer dans un système simple solaire, complété d'un peu de bois.

[invitec7297944]

Bonsoir,

Pailladonf
Tu reposes le pb de la régulation. En fait, comme les déperditions seront faibles, les apports seront également faibles en valeur absolue (petite surface de capteurs), et la masse d'eau très importante. En été, avec un seul capteur, presque toute la chaleur sera prise par le cumulus (ecs) puis par la cuve à 30°, qui est isolée dans la grande cuve. La dalle et les murs adjacents à le cuve vont aussi ralentir (et absorber) les variations de t°. On va donc avoir 2 m² de capteurs pour faire varier la t° de 50 000 litres d'eau, puis avec un peu de retard, 100 t de béton. C'est 500 ou 1000 fois plus que le stockage conseillé, 100 litres pour 1 m² de capteur. Il me semble que la température ne devrait varier que très lentement, ce qui est impératif pour une gestion simple; l'idée générale n'est pas de stocker très chaud et de restituer de la chaleur à la demande avec une régulation, mais seulement de gérer les apports, en été principalement. Et en hiver un peu de feu de bois, autant pour le plaisir des yeux que pour la chaleur.
Echanges thermiques. Tu parles de cycle d'évaporation; l'eau ne sera qu'à 20 ou 22°, et la dalle quasiment à la même température (un degré de moins). Il y aura entre l'eau et la dalle une lame d'air (10 cm) saturée en humidité. Il me semble que quand l'air est saturé en vapeur, il n'y a plus d'évaporation. Il faut que je regarde ça.
Algues. On doit pouvoir bloquer tout développement; c'est une cuve à eau morte.
La petite cuve qui est plus chaude (30°) sera remplie, fermée et isolée sur toutes les faces.

SK
Ta puissance de chauffe max est d'environ 6 kW. As tu estimé la part du sol, des murs et de la toiture (isolation + fuites) dans cette valeur ? tu dois avoir un refroidissement par le sol assez marqué.

Modérateur
La figure vient de Sebasol, mais je n'ai plus le lien.

[SK69202]

C'est l'énergie dépensée par jour divisée par 24 heures, je n'ai pas de calculs thermiques fiables des pertes par les parois chez moi.
C'est la Pmax de l'hiver dernier, le record est à 8.5 kW pour un test de maintien à 22°C de mon couloir nord avec 2.5°C de moyenne extérieure et 31km/h de vent moyen (24h), ma maison est sensible aux vents forts.

[Paillafond]

effectivement PLXD, quand j'évoque le solaire thermique, je pense accumulation la plus forte possible afin de disposer d'un stock les jours où le soleil fait défaut.

Ton option est d'avoir une masse tempérée à 20-22°C sous les pieds. Cette masse liquide est de 50 m3.
Imaginons que cette masse perde 1°C, pour la récupérer, il te faudra 50 m3 x 1,16 watt = 58 KWH

Que peuvent faire 2m2 de capteurs pour remonter ton stock ?
Réponse CALSOL, si tes capteurs sont inclinés à 60° (la meilleure inclinasion hivernale), avec une oreintation plein SUD, et pour une eau à 30°C (le logiciel ne fait pas en dessous) tu récupères :

- 1% en Décembre, Janvier, Février, soit respectivement 37, 56, 52 KWH dans le mois.
- 2% en Novembre, soit 94 KWH dans le mois
- 3% en Mars, Avril, Septembre, Octobre, soit respectivement 106, 121, 97, 94 KWH dans le mois
- je mets encore le mois de Mai, car on chauffe jusqu'à Mi Mai (chez moi) = 4%, soit 139 KWH dans le mois

Bref, on y arrive pas avec 2 m2 de capteurs.

Comme on peut jouer avec le logiciel, j'ai augmenté la surface de capteurs : cela commence à devenir pas trop mal à partir de 100 m2 !!

[yves35]

bonsoir,

Maison Jaquier en Suisse
Très bel ouvrage. Le système n'est pas si simple que ça : grande cuve inox 1600 litres, plancher chauffant, poêle hydraulique 10 kW; voir schéma Sebasol.

la cuve est en acier noir et seul le ballon interne est en inox . Plancher chauffant+piquage à différentes hauteurs dans la cuve+régulation évolué permette d'optimiser tout cela et d'utiliser au mieux en qualité(la température du stock) et en quantité de chaleur.

Tu reposes le pb de la régulation. En fait, comme les déperditions seront faibles, les apports seront également faibles en valeur absolue (petite surface de capteurs), et la masse d'eau très importante.

ce qui détermine en premier ordre la collecte d'énergie, c'est la température demandée: plus tu demande "froid" plus tu collecte de l'énergie. Supposons que tu cherches à maintenir tes murs à 20 °C . Dans ce cas tu as la possibilité de disposer entre l'isolation extérieure et la maçonneris un serpentin en multicouche + des diffuseurs an alu . Un peu comme un plancher chauffant "sec" exemple:
https://www.rehau.com/download/10592...6jwqgiwg--.pdf
les diffuseurs sont à faire avec des plaques offset de récup par exemple . Tu peux fignoler en remplissant les parpaings de terre et en les maçonnant à l'envers (les trous en l'air) .

Cela me semble plus léger en génie civil que tes cuves . Par contre il faut envisager une surface de capteur de l'ordre de de 12-15 m² pour envisager de faire un bon préchauffage de l'ecs l'hiver.

Enfin il faut souligner , ce qui est rare, la modération dont tu fait preuve dans la surface habitable envisagée (95 m²). C'est la base de l'autonomie.

des idées à prendre sur le site de Gary également :
http://www.builditsolar.com/

yves