Réalisation d'un chauffe eau solaire

[TUTU56]

Bonjour à tous

Je suis entrain de concevoir un chauffe eau solaire.Les premiers essais ont été réalisé avec succès ces derniers jours.
Je vous propose de vous faire part des travaux réalisés au cours de ces dernières semaines.

ATTENTION!!! petite mise en garde cependant à ceux et celles qui souhaiterai se lancer dans cette aventure, les panneaux solaire thermique peuvent chauffer beaucoup et monter en pression si le circuit est défectueux.Il existe donc un risque de brûlure grave en cas de mauvaise manipulation.En effet les températures peuvent dépasser les 100 ° allègrement

L'installation se situe dans le centre Finistère, sur un terrain en pente exposé plein sud et très ensoleillé.L'idée est venue il y a un peu plus d'un an en discutant avec un professionnel du bâtiment.
Ayant eu des retours négatifs sur des installations existante (problème de surchauffe en été : j'ai deux exemple concret en tête) j'ai souhaité faire mon propre montage et m'affranchir complètement de cet inconvénient.Pour celà l'idée de rajouter une vanne 3 voie motorisée a germée; en cas d'excès de chaleur celle ci permet de décharger le fluide caloporteur dans un radiateur situé à l'extérieur de l'habitation.

Je suis parti d'éléments d'occasions trouvés dans les petites annonces ( panneaux solaires, ballon avec echangeur, tuyau inox annelé DN16 ) et de petites pièces neuves (circulateur, vase d'expansion, raccords, vanne 3 voies etc ....)



Tout d'abord voici le ballon d'eau chaude. C'est un 300L préparateur ECS.Il ne dispose pas de résistance, juste un seul échangeur (serpentin pour le liquide caloporteur).En effet j'ai fait le choix de préchauffer l'eau dans ce ballon et de la distribuer à un chauffe eau conventionnel situé en série de celui-ci.
panneau 1.jpg

De plus prêt on peu voir l'entré et la sortie de l'échangeur sur ce ballon.Vous remarquerez l'électrovanne 3 voies disposée à l'entrée du serpentin.Afin d'éviter des montée en température excessive ( été par exemple) j'ai décidé de monter une vanne 3 voies asservie à un thermostat.Une fois la consigne de température du ballon atteint contrairement aux installations classiques, la pompe de recirculation continue de tourner mais décharge l’excès de chaleur produite par les panneaux dans un radiateur situé à l'extérieur.
J'espère ainsi éviter de trop monter en température et en pression dans le circuit et préserver ainsi mon installation.De ce fait j'ai utilisé un vase d'expansion et une soupape de sécurité de chaudière soit pour 100 ° max et 3 bars max de pression.
Pour le moment il n'existe pas de radiateur à cette phase d'essais ( on est en hiver et ce ne sont que des essais ponctuels).La question du moment est de dimensionner correctement ce radiateur
panneau2.jpg

Le support des panneaux est réalisé en poteaux auto clavés de 7x7 cm. 4 socles en béton supportent la structures.Une fois l'ossature montées, j'ai imprégné le bois de résine époxy pour augmenter la longévité , le bois étant exposé aux intempéries.Vous l'avez remarqué les panneaux sont à même le sol et non sur la toiture et ce pour plusieurs raisons:
-simplicité de montage
-optimisation de l'orientation des panneaux ( plein sud !!!!!)
-moins contraignant pour la délcaration de travaux: en effet il n'y a pas de modification de l'habitation donc le dossier de déclaration est plus simple à réalisé.

panneau3.jpg

Voici les panneaux juste après la pose. Ce sont des Velux cli 12000 de 2.2 m² chacun.
panneau 4.jpg

Les même panneaux montés et raccordés au chauffe eau; on remarquera devant un débuleur automatique.Celui ci peut être isolé par une vanne 1/4 de tour si on veux éviter des pertes inopinées de fluide caloporteur.
panneau 5.jpg

A ce jour les premiers essais ont été conduit.Le circuit est remplie d'eau de ville pour l'instant et sera remplacé à terme par du glycol .Pas de risque pour le moment les températures sont encore douce en bretagnemais il sera impératif de purger les panneaux en cas de gelée.

Première jounée ensoleillée : le ballon est à 12 ° et la température sera amenée à 36 ° en 4 h de temps . pas trop mal pour une mi novembre
deuxième journée : la température a baissée évidement ( consommation d'eau) on arrivera à 38 ° presque 4 jours après le premier essais.
3 ème journée : température atteinte de 48 ° avec un ciel voilé

Dans un deuxième poste je vous présenterai la régulation de l'installation.
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[f6bes]

Bjr à toi,
Tu ne dis pas en quel point du ballon tu mesures ta température ( en haut du ballon , au milieu, en bas du ballon...?)

Dans mon ancien sytéme je pouvais mesurer en haut et en bas du ballon. L'écart de température était facilement d'une bonne dizaine de
degrés entre les deux sondes ( haute et basse).
Pour la pression je probléme était résolu simplement: un vase d'expansion à l'air libre. . En été, tant que du ,monde à la maison , le probléme
de température était contenu dans les limites acceptables (85°/90).
En cas d'absence prolongée je masquais les panneaux du rayonnement du soleil.
Je n'ai jamais utilisé de glycol...que de l'eau nature (mais les gelées par içi sont trés rares)
N'ammoins j'avais prévu cette éventualité.
Si la sonde externe (panneaux) descendait en dessous de 4 °, le circulateur se mettait en fonction et les callories du ballon
maintenait la température du circuit d'eau légérment au dessus de 4°.
Je perdais un peu de calories....mais cela n'a jamais trop refroidit l'eau du ballon.
Je ne sias en quoi est la surface de vos panneaux, mais par précaution j'avis mis un grillage anti gréle.
Bonne réalisation

[wizz]

De plus prêt on peu voir l'entré et la sortie de l'échangeur sur ce ballon.Vous remarquerez l'électrovanne 3 voies disposée à l'entrée du serpentin.Afin d'éviter des montée en température excessive ( été par exemple) j'ai décidé de monter une vanne 3 voies asservie à un thermostat.Une fois la consigne de température du ballon atteint contrairement aux installations classiques, la pompe de recirculation continue de tourner mais décharge l’excès de chaleur produite par les panneaux dans un radiateur situé à l'extérieur.
J'espère ainsi éviter de trop monter en température et en pression dans le circuit et préserver ainsi mon installation.De ce fait j'ai utilisé un vase d'expansion et une soupape de sécurité de chaudière soit pour 100 ° max et 3 bars max de pression.

Pour le moment il n'existe pas de radiateur à cette phase d'essais ( on est en hiver et ce ne sont que des essais ponctuels).La question du moment est de dimensionner correctement ce radiateur

que se passerait il s'il y a une panne d'électricité? (et que le soleil tape fort)

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Salut,

pourquoi ne pas rédiger un compte rendu et le poster sur les fiches pratiques de l'APPER .

Faire fonctionner le tout avec un régulateur offrant des fonctions telles que fin de charge dégrader (haute T°) ou encore décharge nocturne...

Tu as opté pour un montage sans brasure ce qui occasionne pas mal de raccords ,dans ce cas mieux vaut utiliser des joints PTFE (ce qui évitera fuites et suintement lorsque tu passeras au mélange glycol).

[A voir en vidéo sur Futura]

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Re,

que se passerait il s'il y a une panne d'électricité? (et que le soleil tape fort)

ça stagne.

[TUTU56]

Bjr à toi,
Tu ne dis pas en quel point du ballon tu mesures ta température ( en haut du ballon , au milieu, en bas du ballon...?)

Dans mon ancien sytéme je pouvais mesurer en haut et en bas du ballon. L'écart de température était facilement d'une bonne dizaine de
degrés entre les deux sondes ( haute et basse).
Pour la pression je probléme était résolu simplement: un vase d'expansion à l'air libre. . En été, tant que du ,monde à la maison , le probléme
de température était contenu dans les limites acceptables (85°/90).
En cas d'absence prolongée je masquais les panneaux du rayonnement du soleil.
Je n'ai jamais utilisé de glycol...que de l'eau nature (mais les gelées par içi sont trés rares)
N'ammoins j'avais prévu cette éventualité.
Si la sonde externe (panneaux) descendait en dessous de 4 °, le circulateur se mettait en fonction et les callories du ballon
maintenait la température du circuit d'eau légérment au dessus de 4°.
Je perdais un peu de calories....mais cela n'a jamais trop refroidit l'eau du ballon.
Je ne sias en quoi est la surface de vos panneaux, mais par précaution j'avis mis un grillage anti gréle.
Bonne réalisation

Il y a 3 doigts de gants sur le ballon: 2 en haut et un en bas. La sonde est placé en haut.On voit bien l'emplacement sur la première image ( cerclage en mousse noire).
Je prend note de tes infos, c'est très intéressant. Qu'entends tu par vase d’expansion à l'air libre?Aurais tu une photo?

Concernant le fluide caloporteur ton idée est pas mal.Je vais voir si on peut l'appliquer ici avec le climat finistérien.Ma maison est situé en centre finistère, il fait tout de même plus froid que sur la côte.Les températures peuvent descendre assez bas (-6° cet hiver par exemple) mais çà ne dure jamais bien longtemps ( une semaine par an environ) et les températures reste rarement en négatif la journée.L'eau de ville est quand même nettement moins contraignante que le glycol et en plus le pouvoir caloporteur est supérieur.

que se passerait il s'il y a une panne d'électricité? (et que le soleil tape fort)

Eh bien en effet c'est une éventualité.Dans ce cas çà va chauffer , monter en pression et arriver à 3 bars la soupape de sécurité crachera.Mon circuit va se vider en partie.Rien de dramatique mais il faudra recharger le circuit en eau ou en glycol.

Salut,

pourquoi ne pas rédiger un compte rendu et le poster sur les fiches pratiques de l'APPER .

Faire fonctionner le tout avec un régulateur offrant des fonctions telles que fin de charge dégrader (haute T°) ou encore décharge nocturne...

Tu as opté pour un montage sans brasure ce qui occasionne pas mal de raccords ,dans ce cas mieux vaut utiliser des joints PTFE (ce qui évitera fuites et suintement lorsque tu passeras au mélange glycol).

Oui en effet je ne suis pas plombier donc j'ai opté pour des raccords: ceux ci sont nombreux en effet. J'ai mis des joints haute température (les bleus) je ne sais pas si c'est équivalent aux joints teflon dont tu parles.Au pire çà se change facilement.
J'ai raccordé pas mal de pièces avec une résine d'étanchéité ( celles ne nécessitant pas d'être démonté car ces résines sont définitives: une vrai galère à défaire!!).Les autres sont assemblé avec des joints pour les vissant et au teflon pour certains filetages.

[TUTU56]

Une petite présentation de la régulation. Le boitier est assez basique:
- un thermomètre 0-110 °C en facade
-un témoin de mise sous tension
-un voyant témoin de fonction du circulateur
-un témoin d'activation de la vanne 3 voies : décharge dans le radiateur



En 1 on trouve l'alimentation 12 volts
En 2 le thermostat pilotant la vanne 3 voies (acheté chez GOTRONIC) : en cas de dépassement de la température de consigne du ballon, le fluide caloporteur est dirigé dans un radiateur.
en 3 le thermostat différentiel ( acheté chez Conrad): le circulateur est mis en fonction lorsque la température des panneaux est supérieure à celle du ballon
en 4 le thermomètre.

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Salut,

Eh bien en effet c'est une éventualité.Dans ce cas çà va chauffer , monter en pression et arriver à 3 bars la soupape de sécurité crachera.Mon circuit va se vider en partie.Rien de dramatique mais il faudra recharger le circuit en eau ou en glycol.

euh j'avais pas vu!!! t'as pas posé de VE??? Il en faut absolument un !!!

c'est franchement pas prudent, ni pour l'install qui va souffrir des montées de pression ni pour vous autour, quand une soupape s'ouvre (claque d'un coup) pour évacuer un glycol bouillant !!! cette soupape est là en dernier recours (uniquement si le vase dysfonctionne). Mais ce n'est en aucun cas une façon de gérer les dilatations dues aux montées en T°!!!

Oui en effet je ne suis pas plombier donc j'ai opté pour des raccords: ceux ci sont nombreux en effet. J'ai mis des joints haute température (les bleus) je ne sais pas si c'est équivalent aux joints teflon dont tu parles.Au pire çà se change facilement.
J'ai raccordé pas mal de pièces avec une résine d'étanchéité ( celles ne nécessitant pas d'être démonté car ces résines sont définitives: une vrai galère à défaire!!).Les autres sont assemblé avec des joints pour les vissant et au teflon pour certains filetages.

j'ai donné dans les joints gaz bleus, honnetement c'est pas le pérou (pourtant posés avec des portées bien plates et parallèles). Ca suinte (sans être non plus des fuites énormes) ,c'est pas terrible et fatalement la pression finie par descendre lentement au cours des mois mais surement.

Oui les PTFE sont des joints téflon (mais pas de la bande téflon qu'on utilise pour les bidets), ce sont des joints rondelles plats blancs.

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bon j ai relu ton premier message, et apparemment tu as bien posé un vase non? donc la soupape ne devrait pas s'ouvrir (y'a pas de raison, sauf si le vase déconne ou que tu l'as isolé ou qu'il est mal gonflé...).

il aurait tout de même été préférable d'utiliser une soupape dédiée solaire

[TUTU56]

Salut,



euh j'avais pas vu!!! t'as pas posé de VE??? Il en faut absolument un !!!

c'est franchement pas prudent, ni pour l'install qui va souffrir des montées de pression ni pour vous autour, quand une soupape s'ouvre (claque d'un coup) pour évacuer un glycol bouillant !!! cette soupape est là en dernier recours (uniquement si le vase dysfonctionne). Mais ce n'est en aucun cas une façon de gérer les dilatations dues aux montées en T°!!!




j'ai donné dans les joints gaz bleus, honnetement c'est pas le pérou (pourtant posés avec des portées bien plates et parallèles). Ca suinte (sans être non plus des fuites énormes) ,c'est pas terrible et fatalement la pression finie par descendre lentement au cours des mois mais surement.

Oui les PTFE sont des joints téflon (mais pas de la bande téflon qu'on utilise pour les bidets), ce sont des joints rondelles plats blancs.

Si si !!! il y a bien un vase d'expansion !!!!on s'est mal compris.Dans le cas évoqué c'est le cas le plus défavorable.Le vase fait 12 litres, je pense qu'il est suffisamment dimensionné. Ca doit être autant que le volume du circuit ( 4 litres pour les panneaux 6 litres pour la tuyauterie.)

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tes panneaux ils sont comment fait? (flemme de chercher sur le net la référence)

ce sont des absorbeurs peints ou sélectifs?

[TUTU56]

tes panneaux ils sont comment fait? (flemme de chercher sur le net la référence)

ce sont des absorbeurs peints ou sélectifs?

Les panneaux font 2.2 m² chacun : il y a 16 tube de cuivre sur lesquels est soudé un revêtement sélectif.
La référence est Velux CL1 5000 U12

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ok ok, la T° max en stagnation doit avoisiner les 200° j'imagine.

Mais bon s'ils sont bien inclinés ça devrait être moins. Chez moi ils sont donnés pour 204° et la première année (où j'avais pas le régulateur idoine) ils ont pas dépassés les 153° même en plein mois de septembre (au moment où à 60° d'inclinaison ils reçoivent fort). Depuis j'ai réglé le soucis .

tu les a posés à quel angle?

[TUTU56]

je me suis pas trop embête : ils sont à 45 ° ce qui donne un rendement maximum au moment des équinoxes.J'ai lu sur un site que l'idéal c'était plutôt 60 ° pour être optimum en hiver.J'ai hésité mais je me dis que 45 ° c'est un bon compromis aussi.
J'ai envisagé aussi d'avoir un support à inclinaison variable.Pas simple à réaliser mais on peut imaginer changer l'inclinaison en fonction des saisons : 3 inclinaisons prédéfinies (solstice été hiver et équinoxes)

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je me suis pas trop embête : ils sont à 45 ° ce qui donne un rendement maximum au moment des équinoxes.J'ai lu sur un site que l'idéal c'était plutôt 60 ° pour être optimum en hiver.J'ai hésité mais je me dis que 45 ° c'est un bon compromis aussi.
J'ai envisagé aussi d'avoir un support à inclinaison variable.Pas simple à réaliser mais on peut imaginer changer l'inclinaison en fonction des saisons : 3 inclinaisons prédéfinies (solstice été hiver et équinoxes)

j'y avais pensé moi aussi au tout début de mes investigations... et puis ça m'a semblé trop balaise à réaliser tout en assurant une bonne étanchéïté autour des panneaux (manoeuvres répétées des panneaux et donc flexibilité obligée des conduits avec risque de désserage ou rupture des raccords près des panneaux).

tu peux aussi placer un truc dans le genre devant tes panneaux pour t'adapter aux saisons... : http://www.apper-solaire.org/Pages/E...r%20occultant/

[f6bes]

Il y a 3 doigts de gants sur le ballon: 2 en haut et un en bas. La sonde est placé en haut.On voit bien l'emplacement sur la première image ( cerclage en mousse noire).
Je prend note de tes infos, c'est très intéressant. Qu'entends tu par vase d’expansion à l'air libre?Aurais tu une photo?

.

Remoi,
Voilà ce que je vois de ton ballon: http://forums.futura-sciences.com/at...-panneau-1.jpg Il SEMBLE u avoir 3 emplacement s de doigt: 1 en haut ( vide) 1 au milieu ( vide) et 1 ( semble til ) en bas et
occupé par une sonde.
je ne vois pas de sonde sur celui du haut ?? Vase expension à l'air libre= circuit avec une réserve d'eau (au point le plus haut) et qui n'est
pas sous pression. Le dessus de la réserve est à la pression atmosphérique .
Pas de photo : systéme démonté.
Enfin d'éviter de surveiller le niveau de la réserve d'eau, j'aviais mis dans celle ci un interrupteur à flotteur (24v) c.
Cet interrupteur s'enclencher lorsque le niveau baissé et ouvrait une électro vanne (jardinage) qui faisait le complément de niveau manquant.
Le flotteur remonte coupe le jus de l'électro vanne.
Bonne journée

[TUTU56]

C'est pas con du tout comme système!
C'est comme si tu avais une surface de panneau plus importante.Par contre je ne sais pas si çà réfléchis bien les infrarouge.A peu de frais on peu imaginer une couverture de survie collée sur une plaque de CP en prenant le côté argenté.Ça c'est sur c'est fait pour réfléchir les IR.


Concernant le ballon d'eau chaude, c'est une photo au début de l'installation.Les sondes n'étaient pas en place.
AU milieu ce n'est pas un doigt de gant mais un raccord du ballon.J'ai mis un bouchon dessus.Il est fait pour réaliser une boucle sur le réseau d'eau chaude d'une maison ainsi on a toujours de l'eau chaude au robinet sans devoir attendre.Ca sous entends d'avoir un circuit aller et retour.En l’occurrence ce que tu vois au milieu c'est le retour.

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ben... ça réfléchis (à défaut que le poseur le fasse) la lumière!!!

Après faut que ce soit manœuvrable (pas trop lourd: inox, miroirs...etc), pas d'un prix délirant, et que ça soit un minimum durable (pas question de changer le revêtement tous les 6 mois...).

Bref, ça a été ma solution à moi...maintenant rien n’empêche de tenter des variantes. Ici ,ça fait bientôt 2 ans que ce réflecteur est installé et pour le moment il va bien.

[wizz]

je me suis pas trop embête : ils sont à 45 ° ce qui donne un rendement maximum au moment des équinoxes.J'ai lu sur un site que l'idéal c'était plutôt 60 ° pour être optimum en hiver.J'ai hésité mais je me dis que 45 ° c'est un bon compromis aussi.
J'ai envisagé aussi d'avoir un support à inclinaison variable.Pas simple à réaliser mais on peut imaginer changer l'inclinaison en fonction des saisons : 3 inclinaisons prédéfinies (solstice été hiver et équinoxes)

non
sauf si la surface des panneaux est insuffisante, ou que la consommation d'eau chaude est élevée en été (accueil touristes), sinon les panneaux devront être optimisés pour l'hiver: l'ensoleillement est presque pareil, sauf que les journées sont plus courtes. Le rendement ne sera pas optimisé pour l'été, mais les journées sont bien plus longues (et accessoirement on consomme moins d'eau chaude)

[patouchka]

Bonjour, entre 60° et 65° ( selon région) on gère donc un apport maximale en basse saison ( Septembre à mars ) et on dégrade la performance en été pour éviter la surchauffe (c'est peut être le plus difficile à gérer).

Par exemple ma température maximale à été atteinte cette année au moins de septembre lors du petit coup de chaud.

[TUTU56]

Bonjour à tous.

Le chauffe eau fonctionne en continue depuis la mi décembre.Les premiers résultats sont encourageant malgré un ensoleillement catastrophique ces 2 derniers mois.Quelques petits détails ont été peaufinés au fur et à mesure (réglage des thermostats, reprise de certains raccords, calorifugeage, mise en place d'un radiateur extérieur ...)

L'installation fonctionne sans Glycol .Il faut dire que les températures très douces m'aide beaucoup.Comme suggéré par le collègue de Nîmes, j'ai installé un thermostat qui active la recirculation du fluide caloporteur lorsque la température descend en dessous d'environ 3° dans le circuit.On utilise donc la chaleur accumulée du ballon comme antigel la nuit.
J'ai encore quelques craintes sur la fiabilité du système ( il y a très peu de gelée ces temps ci heureusement) , la problématique étant de placer la sonde au bon endroit.Pour commencer on oublie les doigts de gant situés en haut des panneaux.J'ai choisis le segment raccordant les deux panneaux solaire et situé au point le plus bas.Ça semble pas trop mal.
L'autre matin il faisait que 2° dehors, la pompe fonctionnait par intermittence: la température relevée en haut des panneaux était de l'ordre de 6° . l’impacte sur la température du ballon est faible (peut être un petit degré pour une nuit entière) cependant je n'ai pas pu vérifier en cas de froid sec avec de fortes gelées c'est la grande inconnue.
En bretagne il ne fait jamais bien froid, quand les températures descende nettement en dessous de 0° c'est que nous bénéficions d'un temps sec, très ensoleillé ce qui est censé compenser les pertes par recirculation nocturne.

Mon soucis actuel c'est que pour l'instant la température nocturne n'est jamais descendue en dessous de -1° . Cependant en l'absence de recirculation, la température des panneaux pourraient descendre bien plus bas par rayonnement vers le ciel (peut etre -2 ou -3°). On comprend très vite le phénomène en utilisant un thermomètre infrarouge.Il y a de gros écart en fonction des surface mesurée.

J'aurais aimé recueillir vos critiques sur ce système

[AD 44]

Salut,

Marcher à l eau (même si c'est soi disant un meilleur caloporteur qu un mélange eau-glycol 65 -35) ... Ça semble effectivement assez risqué (mais bon tu connais certainement mieux que moi ton climat... A toi de voir).

La sonde en bas des capteurs... Là aussi c'est assez baroque. Tu risques d avoir des surprises en été.

[patouchka]

Bonjour,

Effectivement "La sonde en bas des capteurs..." va te poser un pb en été. Tu ne va pas pouvoir gérer assez finement la T° et donc éviter le moment critique ou ton liquide va se vaporiser et donc former une bulle de vapeur au "PMH" qui va empêcher la circulation. Le delta de T° entre le haut et le bas du panneau est assez important. @+

[TUTU56]

J'ai oublié de préciser il y a:
- une sonde en haut du capteur relié à un thermostat différentiel pour gérer la circulation lorsque le panneau chauffe
- une deuxième sonde située en bas ( celle dont je parle plus haut) reliée à un 2 ème thermostat

Ainsi la commande du circulateur est indépendante pour les températures haute et basse