Ballon ECS et PAC - surface échangeur

[bonelli]

Bonjour,

Je me dirige vers un système de chauffage type PAC de faible puissance (au vu de l'isolation de la maison) avec une vanne 3 voies pour chauffer le ballon ECS via un serpentin intégré.

Ces ballons coûtent un bras, il ne faut pas se planter sur le modèle... Pour nos besoins, un ballon de 150L est confortable.

On vise une PAC de 4 à 6kW monobloc style Daikin Altherma 3M ou équivalent. J'ai trouvé dans les documentations les surfaces d'échangeurs requises :
- Perge : minimum 1.4m² (serpentin inox) ou 2m² (serpentin émaillé)
- Daikin : 1.05 à 3.7m², pas d'indication concernant le matériau

De l'autre côté, les ballons de 150L que je trouve on des surfaces d'échangeur plus faibles (0.7 / 0.74 / 1m² pour 3 ballons d'un fournisseur sérieux et bien connu dans le sud de la France). Ces ballons sont conçus pour être branchés sur du solaire thermique, pas sur une PAC. En revanche, la puissance admissible indiquée est largement suffisante (24 à 30kW).

A première vue, je dirais que le risque est d'avoir un dT trop faible entre l'eau en entrée/sortie de l'échangeur (recommandé 5-10°C).

Comment on résout ce problème ?

J'ai deux idées qui me conviennent moyennement :
- Prendre un ballon plus gros (200L = 1.1m² de surface, ok avec la PAC Daikin) Me convient moyennement car + cher/encombrant et surdimensionné.
- Prendre un ballon avec 2 échangeurs et les câbler en série. On arriverait à des surfaces de 1.1/1.14m² donc tout juste ok aussi pour la Daikin. Solution moins chère et moins encombrante que la précédente.

Qu'en pensez-vous ?
Merci !
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[f6bes]

Bjr à toi, Reste à savoir comment sera pilotée la vanne 3 voies. (condirion de fonctionnement)
C'est la durée requise pour atteindre la température voulue qui conditionne la surface.
Reste à savoir aussi quelle sera la température de consignation de l'ECS ?
Plus ce sera chaud...plus il faudra chauffer.
A toi de déterminer ces critéres.
Bonne journée

[laMarMar]

Bonjour , faire l'ECS avec une PAC lorsque les T° sont en dessous de 5° , le rendement est très très faible , et il faudra plus de temps , donc pas de chauffage pendant ce temps
Ce serais peut être mieux de mettre un ballon qui aurait également une résistance électrique , ce qui permettrait de palier le manque de rendement de la PAC par temps froid et aussi dans l'avenir l'alimenter avec des panneaux solaires : suffisant de avril a septembre et en général en hiver plus il fait froid plus on a du soleil donc petit coup de pouce gratuit à la PAC pour l'ECS .
Le prix des panneaux baissent et va continuer de baisser + les systèmes qui gèrent le surplus des panneaux pour alimenter le chauffe eau avec les panneaux s'améliorent .

[bonelli]

@f6bes : consigne à 55°C à priori avec des cycles ponctuels un peu plus haut. Sur les conditions de fonctionnement de la V3V, les fabricants de PAC sont généralement assez peu clair là dessus... Perso j'aimerais pouvoir prendre la main sur le tout est contrôler moi-même qu'est-ce qui chauffe quand, mais bon..

Bonjour , faire l'ECS avec une PAC lorsque les T° sont en dessous de 5° , le rendement est très très faible , et il faudra plus de temps , donc pas de chauffage pendant ce temps
Ce serais peut être mieux de mettre un ballon qui aurait également une résistance électrique , ce qui permettrait de palier le manque de rendement de la PAC par temps froid et aussi dans l'avenir l'alimenter avec des panneaux solaires : suffisant de avril a septembre et en général en hiver plus il fait froid plus on a du soleil donc petit coup de pouce gratuit à la PAC pour l'ECS .
Le prix des panneaux baissent et va continuer de baisser + les systèmes qui gèrent le surplus des panneaux pour alimenter le chauffe eau avec les panneaux s'améliorent .

Je ne me fait pas trop de soucis pour la coupure de chauffage pendant la chauffe du ballon, au vu de l'isolation et de l'inertie énorme de la maison.

Les panneaux sont bien prévus au programme. Par contre même à 0°C le COP n'est pas si mauvais que ça. A voir cependant comment la pac s'en sort avec le givre :



On a un ratio x2, c'est toujours mieux que x1... Dans tous les cas, le ballon aura sa résistance d'appoint. Je suis limité à 7m² de panneaux, soit environ 1.5kW.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Remoi, Ben tu mets en place une gestion du systéme (thermostat, programme) que tu
auras établi suivant les convenances que tu veux atteindre.
Bien sur va falloir penser à TOUT ce qui peut se passer.
En clair faire un organigramme des actions.
Bonne journée

[kitus]

Hello,
J'ai une PAC Mitsubishi de 5.5kW qui est en simple chauffage, cependant elle peut gérer la fonction ECS déporté par son soft intégré (très complet) qui pilote une simple V3V externe, c'est top!
Par 0°C j'obtiens un cop de 2.28.
Je confirme ce que dis f6bes, ne pas chercher des températures de stockage d'ECS trop élevées, ma consigne de chauffe de l'ECS est de 48°C c'est largement suffisant, jamais de rupture. J'ai programmé un cycle anti légionellose une fois par mois.

[cornychon]

bonelli
J'ai deux idées qui me conviennent moyennement :
- Prendre un ballon plus gros (200L = 1.1m² de surface, ok avec la PAC Daikin) Me convient moyennement car + cher/encombrant et surdimensionné.
- Prendre un ballon avec 2 échangeurs et les câbler en série. On arriverait à des surfaces de 1.1/1.14m² donc tout juste ok aussi pour la Daikin. Solution moins chère et moins encombrante que la précédente.
Qu'en pensez-vous ?

Bonjour,

Je constate que ce qui te pose problème, c’est la surface d’échange entre le débit d’eau chaude qui vient de la PAC, et la masse d’eau qui se trouve dans le ballon.

Nous allons prendre un exemple :
Prenons un tube de cuivre diamètre ext 14 mm. Il faut une longueur de 12 mètres pour avoir une surface d’échange de 1 m2.
Avec un tube de Ø14 mm, il est possible de faire circuler de l’eau à une vitesse de 1.5 m/s soit 0.231 l/s.
0.231 x 3600 = 831 l/h = 0.83 m3/h

Pour une différence de températures de 1°C entre l’entrée et la sortie d’eau, l’énergie transportée est de
1.16 x 0.83 = 0.96 kWh

Pour un ∆T eau de 5°C nous avons 4.8 kWh

Pour un ∆T eau de 10°C nous avons 9. kWh

Avec une PAC de 6 kW, il ne semble pas y avoir de problème.

[bonelli]

Bonjour,

Je constate que ce qui te pose problème, c’est la surface d’échange entre le débit d’eau chaude qui vient de la PAC, et la masse d’eau qui se trouve dans le ballon.

Nous allons prendre un exemple :
Prenons un tube de cuivre diamètre ext 14 mm. Il faut une longueur de 12 mètres pour avoir une surface d’échange de 1 m2.
Avec un tube de Ø14 mm, il est possible de faire circuler de l’eau à une vitesse de 1.5 m/s soit 0.231 l/s.
0.231 x 3600 = 831 l/h = 0.83 m3/h

Pour une différence de températures de 1°C entre l’entrée et la sortie d’eau, l’énergie transportée est de
1.16 x 0.83 = 0.96 kWh

Pour un ∆T eau de 5°C nous avons 4.8 kWh

Pour un ∆T eau de 10°C nous avons 9. kWh

Avec une PAC de 6 kW, il ne semble pas y avoir de problème.

Je pense qu'il y a quelques erreurs dans ces calculs
Pour un tube de De 14mm, il faut 24m et non pas 12 pour avoir 1m². Il faut prendre en compte uniquement la surface extérieure du cylindre, pas la surface totale.

Ton calcul arrive à un débit de 0.231L/s soit 13.9L/min. Je viens de vérifier la doc de la pac daikin qui indique un débit minimum de 25L/min minimum en mode ECS. En prenant en compte la bonne longueur de tuyau, on serait donc 4 fois trop lent.

Mais heureusement...

J'ai aussi trouvé les volumes des échangeurs, pour les ballons SW. En supposant un tube cuivre de 1mm d'épais + émaillage (on sait seulement que c'est un "tube lisse"), je pense que le tube fait 14m en Di 20mm pour le modèle SW140 et 12m en Di 26mm pour le SW200. C'est à peu près en adéquation avec les plans et les diamètres des raccords.

Les tubes seraient donc plus gros et plus courts. Ca va dans le bon sens pour pouvoir faire circuler de l'eau plus vite.

D'où sort la vitesse max admissible de 1.5m/s ?

[cornychon]

@ bonelli

Je constate que ce qui te pose problème, c’est la surface
Je pense qu'il y a quelques erreurs dans ces calculs
Pour un tube de 14mm, il faut 24m et non pas 12

Je n’ai pas fait de calcul, des liens me donnent directement les résultats. Je me suis trompé de case ! !

Du coup j’ai vérifié, tes calculs sont bons .

https://www.toutcalculer.com/geometr...ube.php#calcul

D'où sort la vitesse max admissible de 1.5m/s ?
https://www.biopur-habitat.com/fr/bl...0par%20seconde.