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Index du forum Solaire Solaire thermique - Chauffage - Eau chaude sanitaire

Que pensez vous de ce schéma installation ?

Que pensez vous de ce schéma installation ?

Messagepar matthieu.weber » Jeu Juil 08, 2010 4:30 pm

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 poêle 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 poêle) 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/ (rubrique écologie)

J'ai fais un schéma du chauffage, simple pas cher (car ballon classique 1 serpentin: 1000Euros).


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!).

- R√©gulation faite maison avec un micro-contr√īleur PIC:
-------------------------------------------------------

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) S√©curit√©: Si ((T¬įc panneau solaires > 80¬į) ou (T¬įc capteurs < 15¬į)), basculement de la vanne 1 pour marcher avec les panneaux solaires, de la vanne 2 cot√© retour direct et arr√™t de la pompe 1 : Cela aura pour effet de purger les capteurs solaires dans la r√©serve (drain back) on fixe un d√©lais d'attente pour laisser le temps au capteurs de se vider, puis (si besoin), re-basculement de la vanne 1 pour marcher avec le po√™le et r√©activation (si besoin) de la pompe 1 (en cas de conditions 2 ou 4).

2) S√©curit√©: Si (T¬įc ballon < √† 55¬įC pendant plus de 7 jours cons√©cutifs), d√©marrage de la pompe 1 et basculement de la vanne 1 pour marcher avec le po√™le, de la vanne 2 cot√© vanne 3 et de la vanne 3 cot√© ballon afin de remonter la temp√©rature du ballon √† 75¬įC. (Protection contre la l√©gionellose).

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

4) Si (T¬įc ballon < √† 40¬įC) basculement si besoin de la vanne 1 pour marcher avec le po√™le, de la vanne 2 cot√© vanne 3 et de la vanne 3 cot√© ballon afin de remonter la temp√©rature du ballon √† 55¬įC.

5) Si ((T¬įc panneau solaires < (T¬įc ballon + 10¬įC)) & (Chauffage = off) & (T¬įc panneau solaires > T¬įc piscine)) Basculement de la vanne 1 pour marcher avec les panneaux solaires, de la vanne 2 cot√© vanne 3 et de la vanne 3 cot√© piscine. D√©marrage de la pompe 1.

6) Si ((Chauffage = on) & (T¬įc pi√®ce < T¬įC consigne pi√®ce)) marche pompe 2 ; sinon arr√™t pompe 2.

7) j'ai pas encore vraiment traité les cas du chauffage….

Heu voila, qu'en pensez vous ?

Matthieu

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Messagepar fotourefair » Mar Ao√Ľ 10, 2010 8:55 am

Bonjour Mathieu,

Ton schéma est très intéressant mais il me faut plus de temps pour y réfléchir... Une remarque sur le choix de la cuve ECS 1000L, quel est son intérêt par rapport à une cuve mixte à ecs instantanée (qui te permettrait du stockage pour l'accumulation de chauffage en hiver tout en te permettant d'avoir de l'ECS sans problème de légionelles et autres...
Tu devrais poster aussi ici :
http://forum.apper-solaire.org/portal.php
Bon courage
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Messagepar thorolf15 » Lun Ao√Ľ 23, 2010 2:17 am

Hello,

Bon, je ne suis pas du tout un expert, donc prends mes commentaires plus comme des idées que des critiques!

Je mettrais deux circuits de chauffage, un pour les panneaux et un pour la poêle. Comme ça tu peux te piquer en bas du ballon avec le solaire et faire un régulation qui met en route les panneaux en fonction de la température toute en bas du ballon. La poêle pourrait se mettre en route avec la température en haut du ballon.

La poêle peut chauffer très fort, il faudrait peut-être rajouter un ballon tampon. Dés fois c'est intégré dans les poêles..

Je mettrais une cuve plus grosse pour de l'eau de pluie.. Tu vas t'en servir pour les douches et boire et tout?

J'ai que tu fais la régulation toi, t'as trop raison! Je galère un max avec mes régulations, j'aurais mieux fait d'y mettre un bête automate à la place.. mais bon..

Bonne courage!
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Messagepar matthieu.weber » Ven Ao√Ľ 27, 2010 12:42 pm

Bonjour à tout les 2 !

Désolé j'étais en vacances donc cela explique ma réponse tardive....

Effectivement comme le/les circulateurs consomment peu mais sur une longue durée, une petite batterie et un ou deux panneaux PV pourront l'alimenter (j'en profiterais pour faire l'éclairage en 12V à partir de LEDs banches de quelques dixaines de watts (cherchez sur Ebay, pas dans les magasins de bricolage francais !!)

En fait je voudrais éviter d'utiliser un ballon a double serpentin pour une question de cout. J'espère arriver avec une régulation efficace et la forte puissance des panneaux solaires à compenser les inconvénients.

thorolf15, qu'entend tu par "le poêle peut chauffer très fort, il faudrait peut-être rajouter un ballon tampon", a quoi sert ce ballon tampon (le ballon de 1000 L ne serait pas suffisant ? quel problème verrais tu ?

Concernant l'eau de pluie c'est clair que 5000L c'est un minimum.

Par contre, je ne m'en servirais pas pour la boisson, même si des personnes disent qu'elle est de meilleure qualité que celle de la ville (après micro-filtration bien sur). La boisson représente que qq pour-cents de la consommation d'eau d'un ménage. Et de tout de manière il faut obligatoirement payer un abonnement à l'eau de la ville (ne serais-ce parce que l'on doit payer l'assainissement de l'eau de pluie après utilisation).
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Messagepar babar » Ven Ao√Ľ 27, 2010 12:58 pm

Salut

Mois perso ce qui me gène sur ce schéma, sans rentrer dans les détails pour l'instant:
Ballon ECS trop important, pas de stockage solaire pour le chauffage et pas de stockage sur le poêle à pellet.

Pourquoi:

Volume ECS trop important car temps de réactivité trop grand, tu sera obliger de solliciter un appoint plus fréquemment car il te fait une eau relativement chaude toute l'année, avec un ballon de 300 ou 400 litres (suivant ta conso) le ballon chauffera plus vite et on arrivera de ce fait plus rapidement à une température d'utilisation (au détriment du rendement solaire certe mais on augmentera la fraction solaire ECS).

Stockage chauffage: Mais si tu va faire un stockage en maçonnerie, il serait je pense préférable d'utiliser un stockage hydraulique en parallèle pour au moins éviter d'avoir un mur trop imposant, inévitable pour garantir un déphasage suffisant (on va parler de 25 à 30 cm de mur et surface mur à bien calculer fonction des déperditions de la pièces). Le stockage hydrau évite bien des problèmes car on va puiser au besoin...

Poêle pellet sans hydrau: La sa va être une optimisation de son fonctionnement, un poêle pellet n'est pas fait pour faire un fonctionnement tout ou rien il demandera des temps de fonctionnement conséquent de manière à garantir un fonctionnement optimal mais également une conso minimal (élec car allumage électrique, pellet,etc...).

Vouloir faire des économies sur le stockage solaire je pense que c'est aller droit dans le mur car c'est vraiment le coeur de l'installation, on aura beau mettre le meilleur matériel du monde, si le stockage est nul l'installation sera nul. Une partie de la clef de la réussite se trouve dans le stockage! :D
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Messagepar babar » Ven Ao√Ľ 27, 2010 1:00 pm

Pour ta cuve eau de pluie, peut être partir sur une cuve béton de manière à "basifier" l'eau. Sinon gare à la durée de vie du ballon ECS.
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Messagepar matthieu.weber » Ven Ao√Ľ 27, 2010 1:38 pm

Salut Babar, merci pour ces infos:

Pour ta cuve eau de pluie, peut être partir sur une cuve béton de manière à "basifier" l'eau. Sinon gare à la durée de vie du ballon ECS.


Yep ! C'est prévu! (En plus les cuves plastiques ont tendance à remonter à la surface si elle sont vide en cas de sol détrempé) !

Volume ECS trop important car temps de réactivité trop grand, tu sera obliger de solliciter un appoint plus fréquemment car il te fait une eau relativement chaude toute l'année, avec un ballon de 300 ou 400 litres (suivant ta conso) le ballon chauffera plus vite et on arrivera de ce fait plus rapidement à une température d'utilisation (au détriment du rendement solaire certe mais on augmentera la fraction solaire ECS).


Mum, les simulations (tu me dira ce n'est qu'une simulation !) montrent un pic de rendement avec un ballon de 1000 L, un peu moins avec 200L et beau coup moins avec 2000L (en plus 2000L c'est super cher !!).

Ne crois tu pas qu'avec une famille prévue de 4 personnes, 30 cm d'isolation supplémentaire sur le ballon et plus de 10 Kw thermiques de panneaux solaires (rendement mesuré sur prototype, en plein soleil à Brest en été), l'inertie et les pertes seraient amorties ?

Stockage chauffage: Mais si tu va faire un stockage en maçonnerie, il serait je pense préférable d'utiliser un stockage hydraulique en parallèle pour au moins éviter d'avoir un mur trop imposant,


En fait on voudrais construire un des murs en pisé (terre crue), or pour ce genre de mur (en mur porteur de 4m de haut (max)), il faut une épaisseur de 40 cm, donc, le stockage, on l'aura dans tout les cas. (Il régulera l'Hygrométrie et stockera les apports solaires passifs et actifs).

Poêle pellet sans hydrau: La sa va être une optimisation de son fonctionnement, un poêle pellet n'est pas fait pour faire un fonctionnement tout ou rien il demandera des temps de fonctionnement conséquent de manière à garantir un fonctionnement optimal mais également une conso minimal (élec car allumage électrique, pellet,etc...).


D'accord avec toi. Pourquoi 'tu dis Poêle pellet sans hydrau ?'

Merci pour tes commentaires, a bientot !

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Messagepar babar » Sam Ao√Ľ 28, 2010 11:59 am

Mum, les simulations (tu me dira ce n'est qu'une simulation !) montrent un pic de rendement avec un ballon de 1000 L, un peu moins avec 200L et beau coup moins avec 2000L (en plus 2000L c'est super cher !!).

Ne crois tu pas qu'avec une famille prévue de 4 personnes, 30 cm d'isolation supplémentaire sur le ballon et plus de 10 Kw thermiques de panneaux solaires (rendement mesuré sur prototype, en plein soleil à Brest en été), l'inertie et les pertes seraient amorties ?


Je ne sais pas comment on été faite les simulations mais les résultats peuvent ne pas refléter une réelle performance de l'installation. La simulation traite en kwh solaire capté ou en fraction solaire? Parce que l'un sera favorable et l'autre non.
Pour en revenir au volume, il ne faut pas trop trainer sur la charge ECS, c'est se qui est le plus dur à faire en solaire du fait des températures élevées. Il faut donc de mon sens se débarrasser au plus vite de la charge ECS en chauffant le juste volume par rapport au besoin. Il y a beaucoup plus à gagner sur le chauffage...

Je reviens sur le reste plus tard, il est midi je pars du boulot! a+
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Messagepar thorolf15 » Sam Ao√Ľ 28, 2010 1:16 pm

matthieu.weber a écrit:Bonjour à tout les 2 !
thorolf15, qu'entend tu par "le poêle peut chauffer très fort, il faudrait peut-être rajouter un ballon tampon", a quoi sert ce ballon tampon (le ballon de 1000 L ne serait pas suffisant ? quel problème verrais tu ?


Pour moi l'eau qui sort d'un poêle peut varier beaucoup, et je pense qu'un ballon en 50l par exemple pourrait faire en sorte que l'eau que t'injecte dans ton ballon de 1000l sera d'une température plus stable.. Je pense aux chocs thermiques et problèmes de régulation. Sinon un serpentin séparé dans le ballon devrait faire l'affaire.
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Messagepar babar » Dim Ao√Ľ 29, 2010 6:37 pm

En fait on voudrais construire un des murs en pisé (terre crue), or pour ce genre de mur (en mur porteur de 4m de haut (max)), il faut une épaisseur de 40 cm, donc, le stockage, on l'aura dans tout les cas. (Il régulera l'Hygrométrie et stockera les apports solaires passifs et actifs).


Ne connaissant pas ta surface de captage passif surface de mur etc...je ne peux rien dire de plus mais attention au dimensionnement de ce point sous peine de gagner en amplitude thermique en ambiance et de pénaliser le rendement du captage actif.
Pour ce fait je ne peux que te recommander la lecture de l"ouvrage "le guide de la maison solaire" aux éditions parenthèses.

Pour le poele à pellet, vu l'inertie du mur et le peut de volume d'eau sur le circuit hydraulique, je pense que le poele n'aurait pas un fonctionnement optimal. Un ballon d'hydrau accu de 300 litres serait un minimum je pense car si le poêle délivre une certaine puissance, le mur ne pourra pas forcement les absorber immédiatement du fait de son inertie.
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Messagepar matthieu.weber » Dim Ao√Ľ 29, 2010 7:15 pm

Hello ,

La simulation traite en kwh solaire capté ou en fraction solaire? Parce que l'un sera favorable et l'autre non.


C'est une fraction solaire qui est donné...

Pour le poele à pellet, vu l'inertie du mur et le peut de volume d'eau sur le circuit hydraulique, je pense que le poele n'aurait pas un fonctionnement optimal. Un ballon d'hydrau accu de 300 litres serait un minimum je pense car si le poêle délivre une certaine puissance, le mur ne pourra pas forcement les absorber immédiatement du fait de son inertie.


Ok je vois le truc !

Donc, réduire l'ECS et ajouter un tampon en sortie de chaudière pellet... ou peut être mieux : en série avec la boucle du mur chauffant...

Et peut être maximiser la surface d'échange entre le tuyau et avec le mur chauffant.
(La fonction chauffage sera épisodique vu que la maison est très bien isolée)...

Merci en tout cas pour ces conseils !

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Messagepar jld82 » Lun Ao√Ľ 30, 2010 10:03 am

Bonjour
Comme d'autres l'ont dit : volume ECS trop important ( 1000l c'est pour 2 équipes de foot ) , bactéries et état sanitaire dangereux . Favoriser un volume eau de chauffage important et la stratification pour avoir une zone plus chaude pour l'ECS avec un serpentin de production ECS important en surface d'échange (5 à 7m2) et peu important en volume d'eau (25 à 40 litres) : renouvellement fréquent de l'ECS.
Voir ici chez thermador (ou autre comme rotex , ...) :
http://www.thermador.fr/www/product.asp ... ectkind=10
http://fr.rotex-heating.com/produits/ballon-decs.html

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Ma fille : BBC 2012 130m2 Altherma EKHBH008BB6v3/ERHQ007BBv3 sur P.C. Rehau avec T.A. EKRTWA
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Messagepar babar » Lun Ao√Ľ 30, 2010 1:06 pm

Pour ce qui est du sch√©ma hydraulique, il va y avoir un probl√®me car le mur accumulateur sera constamment aliment√©. Ca risque de poser probl√®me par rapport √† la production ECS car ca va plafonner √† certains moment car en faisant travailler tes capteurs sous deux r√©gimes diff√©rents il va se cr√©er une valeur interm√©diaire et tu p√©nalisera ton rendement chauffage et ta dur√©e de charge ECS qui conduira √† un appoint traditionnel. Une v3v de maintient de la temp√©rature retour du po√™le sera √©galement n√©cessaire pour √©viter de faire condenser les fum√©es (61¬įC retour mini).
La r√©gul sera surement complexe vu l'abondance de v3v...et plus c'est complexe et plus le risque de dysfonctionnement mineur est probable et moins le rendement de l'installation sera bon. D'o√Ļ l'utilit√© du ballon multi √©nergie!
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Messagepar babar » Lun Ao√Ľ 30, 2010 1:29 pm

Bon un petit schéma vite fait juste pour illustrer mes propos sans partir dans des explications sans fin.
Un truc serait à revoir peut être c'est la charge ECS / chauffage par le poele qui peut être génante lorsque le chauffage na pas besoins d'appoint.

Image

Sinon niveau régul c'est beaucoup plus simple, la partie charge solaire peut être faite par un régulateur solaire du commerce (charge ballons en cascade et décharge estivale). Et la partir charge ECS et mur peuvent être réalisé simplement par jeu d'aquastat / thermostat ou petite régul basique.
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Messagepar matthieu.weber » Mar Ao√Ľ 31, 2010 10:17 am

Merci tous pour ces lumières,

Je vais réfléchir tranquillement au problème, et fait, il faut faire des compromis entre complexité hydraulique et complexité régulation...

Au fait Babar, le mur chauffant ne serait pas aliment√© en permanence : uniquement si T¬į eau du mur < 35¬įC.

Je suis d'accord que mon schéma coté régulation serait un véritable casse tête ! :shock:

jld82, tes liens sur les ballon Thermador ont l'air intéressant, en as tu un chez toi ?
Quel sont ses performances (temps de chauffe de l'eau, prix..)

A+

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