lundi 1 octobre 2012
dimanche 5 juin 2011
SOLAIRE THERMIQUE BRETON
CELA MARCHE
LA PREUVE
Ce résultat ne tient pas compte :
1) La mise en service n'a été faite que mi-mai 2011, le relevé GDF ne tient compte que de 10 mois de solaire.
2) J'en ai profité pour porter ma température de confort de 20 à 21°C (ce qui représente une surconsommation chauffage de 7%)
3) Nous avons eu un été pourri en 2011 et il semble que 2012 ne sera pas mieux.
4) De la consommation électrique qui a augmenté pour diverses raisons, mais qui est compensée par le préchauffage des eaux du lave-vaisselle (octobre 2011) et du lave linge (juillet 2012).
5) Du nombre exceptionnel d'invités pendant les vacances d'été 2011.
En conséquences, je m'attends à une économie de gaz de l'ordre de 35 %, une deuxième saison de chauffe (complète) sera nécessaire pour vérifier.
Compte tenu de l'investissement, environ 5.500€, du prix du gaz qui n'arrête pas d'augmenter, on peut espérer un amortissement en moins de 10 ans.
GÉNÉRALITÉS
La caractéristique de ces vieilles maison est une construction avec des murs de granit de 60 cm d'épaisseur, entraînant une énorme inertie thermique.
La fraicheur de la nuit se répercute à l'intérieur avec environ 12 heures de retard, ce qui fait des maisons fraiches en été, une climatisation naturelle en quelque sorte, et c'est pourquoi j'hésite à isoler les murs.
Isoler par l'extérieur laisse l'avantage de l'inertie, mais condamne l'effet Clim, isoler par l'intérieur fait perdre tout avantage, donc je ne fais rien comme me l'a conseillé un expert.
Je suis assez frileux et j'ai augmenté ma température de confort de 20 à 21°C.
Le chauffage est assuré par une chaudière à gaz mixte à ventouse avec ballon de 50 litres incorporé.
La surface à prendre en compte est de 100 M2 sur deux niveaux, les combles aménagés ne servant que pour les enfants et petits enfants en vacances.
C'est une maison de ville, sans beaucoup de terrain et le toit est orienté est/ouest.
Je ne dispose donc que du passage (80cm) côté pignon sud (5° Est) pour poser des panneaux solaires, presque verticalement, à 85°.
Les 4 panneaux à eau chaude installés totalisent 9,5 M2, 8,5 M2 efficaces, c'est un maximum à cet emplacement.
La position verticale n'est pas si défavorable pour le chauffage central en mi-saison et en hiver et je recherche plus les économies de chauffage que d'Eau Chaude Sanitaire.
J'aurais eu le choix, la place et avec l'expérience, j'aurais choisi une inclinaison de 60 ° et 6 panneaux (2X3) au lieu de 2X2 à 85°.
Une ombre portée réduit considérablement le rendement puisqu'au creux de l'hiver, le système s’arrête vers 14H30-15H.
Ces panneaux chauffent un ballon de 1.000 litres d'eau dans lesquels baignent trois serpentins en cuivre qui récoltent la chaleur pour les différents usages.
J'ai maintenant terminé cette installation qui fonctionne depuis le 15/5/2011et réalise ce blog pour partager mon expérience.
Cela fait de très longues années que j'étudie la question, étudie toutes les solutions et options possibles.
Un site qui m'a beaucoup aidé dans mes choix sur le solaire est http://apper-solaire.org/ que je recommande ainsi que la lecture de leur livre.
Mes premières réflexions:
1) Il est extrêmement jouissif de chauffer quelque chose gratuitement, particulièrement en mi-saison où on constate par une journée ensoleillée, le chauffage de la maison et la progression de la température de stockage du ballon.
2) L'été pourri de 2011 a nécessité du chauffage quasi permanent.
3) Le préchauffage de l'ECS m'a semblé insuffisant, sauf si plein soleil et absence de chauffage, où les 1000 litres ont été portés à + de 70°.
4) Le relais chauffage chaudière/solaire fonctionne bien, dans les deux sens.
LES CHOIX :
LA RÉGULATION SOLAIRE.
La gestion du ballon 1.000 litres et des panneaux solaires est assuré par une régulation indépendante du reste.
Il s'agit d'une régulation DELTASOL DB/2 spéciale "Drain back".
LA RÉGULATION DE CHAUFFAGE.
La première économie de chauffage à réaliser est la régulation qui permet de maintenir une température des radiateurs régulière pour un besoin climatique déterminé, et non pas du tout ou rien thermostatique.
En mi-saison par exemple une régulation maintiendra une température constante de 25 ou 30 degrés dans les radiateurs, température qui variera pour compenser les déperditions du bâtiment.
La régulation que j'utilise et qui possède plusieurs niveaux d'appels chauffage n'est plus fabriquée.
Je crains de tomber en panne (matériel de 1978: ECOWATT Quanticalorimètre qui disposait de deux sondes dont une disposée à l'intérieur, contre un mur extérieur ( représentative de la déperdition du bâtiment). Alors si un lecteur a une suggestion de remplacement, elle serait la bienvenue, sachant que les régulations avec sonde extérieure ne sont pas nécessairement adaptées aux grosses inerties, au vent, à l'humidité ...
LE CHOIX DU DRAIN BACK
Vous trouverez sur apper.org un comparatif des différents systèmes et mon choix s'est principalement porté sur la sécurité et la tranquillité d'esprit, car penser que mon installation pourrait bouillir en cas de coupure de courant et en mon absence m’empêcherais de dormir ou de m'absenter.
Constitué d'un réservoir rempli d'eau (eau morte), on pompe cette eau vers les panneaux solaires et elle revient réchauffée.
La pompe fonctionne à 100% pour le remplissage rapide des panneaux solaires et des canalisations, puis ralentit à 30% en fonctionnement normal.
Elle augmente sa vitesse par sauts de 10% en fonction des besoins.
La pompe se coupe et les panneaux se vident en cas d'absence de soleil, de coupure de courant ou de température excessive dans les panneaux ou le ballon.
Trois serpentins en cuivre dans lesquels circulent l'ECS, le chauffage et l'eau du puits récupèrent les calories.
Je ne vois aucun inconvénient à ce choix, qui me satisfait pleinement sans intervention.
Le petit inconvénient de pertes d'eau par évaporation est compensé par un interrupteur de niveau et une électrovanne qui est alimentée par l'eau du puits. (Le puits alimente aussi les WC, le lave-linge et les arrosages).
CHOIX DES PANNEAUX SOLAIRES.
J'ai longtemps cru que du fait de la position presque verticale, la seule technologie possible était les tubes sous vide (généralement abandonnés actuellement).
Or avec l'apparition de panneaux plans avec vitrages prismatiques, revêtements sélectifs, soudure laser ..., les rendements sont maintenant équivalents ou supérieurs avec une fiabilité certaine.
Il faut être très attentif et rechercher les rapports d'essai "Solar KEYMARK".
Mon choix s'est basé sur 3 critères
1) La température de stagnation, représentative pour moi du rendement global (199°C) .
2) Le rendement en fonction de l'angle d'incidence des rayons solaires ( 0,96 à 50°).
3) Le rapport qualité prix.
Mon choix s'est porté sur des panneaux turcs.
Compte tenu de la place disponible, j'ai opté pour quatre panneaux de 2,4 M2.
Le montage s'est fait sur des cadres alu que j'ai réalisé moi-même avec du profilé équerre de 40mm et 4 mm d'épaisseur, le tout soudé très facilement avec un chalumeau propane et des baguettes DURAFIX (cela a résisté à plusieurs tempêtes, donc OK).
http://www.itraque.fr/a-411732-durafix-la-baguette-a-souder-pour-une-brasure-a-basse-temperature
LE CHOIX DU BALLON EAU MORTE
Sur cour, je dispose d'un ex WC sur fosse septique, que j'avais prolongé pour en faire un stock à bois.
Changement de destination, avec 1,2M X 1,2M, j'ai pu loger une cuve en PEHD de 1.000litre.
La cuve m'a été fournie par Frans-Bonhomme,
http://stockage-aerien.sotralentz-habitat.com/index.php?page=10&rep=stockage-aerien
Cette matière convient parfaitement pour être sciée, percée, mais elle ne se colle pas (elle se soude, j'ai pu réparer une petite fuite avec un simple fer à souder de 80 watts).
Avec une isolation de 12cm en polystyrène extrudé, cela fait le compte.
En haut, les branchements A/R eau de puits, tétine pour remplissage, départ eau bas de cuve vers pompe, A/R eau de ville, A/R chauffage.
LA TRIPERIE.
Ayant profité d'une promotion Brico-Dépot de cuivre 16/18, j'en ai acheté 6 couronnes de 25 M.
35 M pour l'eau de puits, 50M pour l'eau de ville, 50 M (2X25M en parallèle) pour le chauffage.
Le serpentin du haut est réservé à l'eau chaude sanitaire, c'est l'eau la plus chaude, au milieu j'ai placé le serpentin eau de puits, en bas celui du chauffage central.
L'ensemble occupe environ les 2/3 supérieur de la hauteur du ballon.
La photo ne montre qu'une présentation, mais l'ensemble a été posé sur un piètement en PVC de 100 et de 35 mm.
Sous le tube retour, on devine l'interrupteur de niveau (Conrad 154986) qui commande une électrovanne (de récupération sur une machine à laver) pour compenser les pertes d'eau.
LA STRATIFICATION.
Dans un chauffe-eau électrique traditionnel, après une chauffe complète de nuit, l'eau chaude prélevée en haut du ballon est remplacée par de l'eau froide en bas du ballon, sans qu'il y ait mélange, très bien.
Mais il suffit de remettre en marche le chauffage pour que tout se mélange, aussi je n'y croyait pas.
En regardant ce qui existe, j'ai découvert des systèmes très sophistiqués, avec jeux de vannes qui s'ouvrent à différentes hauteurs du ballon pour conserver le maximum de température en haut du ballon (pour l'ECS) et ne pas tout mélanger à chaque démarrage de la pompe.
J'étais très sceptique sur mon petit système D, et cela fonctionne, mais pas comme je l'avais envisagé.
Pendant une journée ensoleillée, la pompe fonctionne en continu et brasse tout le volume d'eau, donc pas de stratification.
Après une nuit de chauffage central (serpentin milieu de ballon), on peut constater au matin une différence de température de 10à 15° entre haut et bas de ballon.
Lorsque le soleil revient, le réchauffement se produit du bas vers le haut, la température haut de ballon n'est pas affectée, mon système fonctionne.
La stratification est surtout marquée le matin après chauffage de la maison toute la nuit.
Cela ne fonctionne pas avec de faibles différences de températures.
Je penses que l'avantage doit être minime, mais rien n'est à négliger.
Prendre un tube PVC de 100 (ou plus ce serait mieux) et le percer suivant la photo.Réaliser les lumières de 20 cm avec une perceuse et foret de 12 et une scie sauteuse.
Dans une chute de plaque polycarbonate, j'ai découpé 4 bandes que j'ai collé avec de la colle PVC.
Le bas du tube est fermé, sauf pour le retour panneaux.
En mi-saison, le chauffage fonctionne à basse température (milieu de ballon), mais il affecte assez peu l'ECS (haut de ballon).
La stratification fonctionne donc bien, grâce aussi à la forme du réservoir, étroit et haut.
LA RÉGULATION SOLAIRE
Mon choix est déterminé par la simplicité, cette régulation ne gère que les panneaux solaires et le ballon, avec trois sondes et une pompe régulée entre 30 et 100%.
Un ballon, des panneaux, une régulation optimisée pour le drain-back, la DELTASOL DB/2.
C'est génial, tous les critères de choix sont programmables très facilement, cela m'arrange car j'aurais été incapable de programmer un automate avec autant de critères, de plus ce n'est pas très cher et cela fonctionne parfaitement, tout seul.
La pompe solaire, une PEDROLO DHL 25/70 assez puissante pour remplir rapidement le circuit et chasser l'air, après quoi, la régulation la fait fonctionner à 30% (j'ai du intercaler en fin de circuit une rondelle percée à 12 mm pour empêcher des remontées de bulles d'air), puis augmente par tranches de 10% en fonction des besoins.
J'ai limité la température du ballon à 70°C, température limite des isolants utilisés.
LE CIRCUIT EAU CHAUDE SANITAIRE
Extra simple, trois vannes pour un by-pass, et toute l'eau de ville passe directement en préchauffage solaire avant d'alimenter la chaudière, mais installation d'un mitigeur thermostatique pour limiter la température à 55°.
Il y a également un piquage direct vers le lave-vaisselle qui bénéficie ainsi du préchauffage solaire.
LE CIRCUIT CHAUFFAGE CENTRAL
Le principe est simple, installer sur le retour une vanne 3 voies motorisée pour faire circuler l'eau par le circuit solaire dès que la température milieu ballon est supérieure à la température retour.
Le "Module de commande de température différentielle" TOWITECK (Conrad 191253-62) rempli très bien la fonction en commande de vanne par l'intermédiaire d'un contacteur.
Erreurs à ne pas faire comme moi, prévoir un circulateur chauffage supplémentaire, celui de la chaudière supporte parfaitement le petit détour solaire qui lui est imposé, et pour la vanne motorisée sans doute fabriquée n'importe où par THERMADOR, vérifier que le plat sur l'axe est bien positionné, déjà monté, j'ai bricolé pour l'installer (NON je n'avais pas trop bu).
Deux erreurs : 1) La pompe supplémentaire chauffage est inutile. 2) Mal usinée, la vanne Thermador
a nécessité un bricolage pour monter la motorisation.
LE CIRCUIT EAU DE PUITS
Je dispose d'un puits pour les arrosages et divers usages.
J'ai donc prévu un serpentin de 35 M pour l'alimentation du lave-linge par l'intermédiaire d'un mitigeur thermostatique de douche.
Je compte aussi insérer un stérilisateur à UV sur ce circuit et à terme alimenter le lave-vaisselle, après analyse de l'eau.
Ce circuit est protégé par un groupe de sécurité et par un mitigeur thermostatique 55°C.
Petit tableau de contrôle.
Ce tableau, installé dans la cuisine me permet un contrôle global:
4 thermomètres : haut et bas de ballon à gauche, haut de panneau solaire et température extérieure à droite.( Ces thermomètres ne sont pas d'une exactitude parfaite et dérivent dans le temps)
Le thermomètre différentiel que l'on devine en haut au milieu, m'indique par son petit voyant rouge que la température de retour chauffage est inférieure à la température milieu de ballon, ce qui autorise le chauffage solaire.
Un voyant rouge (milieu en bas) m'indique si la vanne s'ouvre pour le chauffage central.
Le compteur horaire n'est pas branché (donc achat inutile), la régulation DELTASOL a déjà un compteur d'heures de fonctionnement de la pompe.
FONCTIONNEMENT
A) La régulation Ecowatt demande du chauffage au 1er niveau :
1) Le thermomètre différentiel est au rouge (T° milieu de ballon >T° retour chauffage) la vanne s'ouvre et se ferme suivant la demande.
2) Le thermomètre différentiel est au vert (T° ballon insuffisante): la vanne reste fermée la chaudière peut prendre le relais.
B) La régulation Ecowatt demande du chauffage au 2ème niveau, la chaudière assure seule.
COTE COULISSES.
A suivre
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