[projet] 64 - dimensionnement chauffage solaire

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bascou
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[projet] 64 - dimensionnement chauffage solaire

Message par bascou »

Bonjour à tous,
J'envisage d'autoconstruire ma maison en 2007, avec chauffage solaire et appoint bois. La maison fait 80 m2.
Je suis trés peu expérimenté dans le solaire, c'est pourquoi tous vos retours d'expérience seront les bienvenus!

Voila comment se compose mon installation:

- plancher chauffant de 80m2
- 20 m2 de capteurs
- une cuve béton enterrée de 1500 litres isolée en polystyrène extrudé
- un ballon d'ECS de 150l avec appoint electrique

fonctionnement:
Ma cuve constitue la réserve de mon plancher chauffant.(env 1200 l).
Le liquide solaire réchauffe ma cuve par l'intermédiaire d'un serpentin en cuivre.

Je place un deuxieme serpentin (en bas de la cuve) relié à mon insert.

Pour le préchauffage de mon ECS, j'immerge un ballon de 100l en haut de la cuve, qui sera relié en série à un second ballon d'ECS(150l); celui-ci étant situé dessus ma salle de bain, le tout fonctionnera en thermosiphon, du moins, je l'espère...

Voici maintenant quelques unes des nombreuses questions que je me pose:


-Sachant que j'habite au pays basque (climat assez doux), est ce que l'appoint bois est vraiement nécessaire?
-Quelles doit etre la forme de ma cuve pour favoriser la stratification?
-Est ce que la cuve en béton résiste à des températures de 90°? L'isolation en polystyrène sera-t-elle efficace?

Sachant que ma toiture plein sud sera à 35° d'inclinaison maximum, vaut-il mieux que je mette mes capteurs à 60° en jardin ou alors, que j'augmente légèrement ma surface de captage sur le toit?

Voila, pour un premier post, j'espère avoir été le plus clair possible...

Merci.

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françois34
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Message par françois34 »

Salut Bascou,

Je vais essayer de répondre à tes interrogations, bien que d'autres sur le site le feront certainement mieux que moi.
-Sachant que j'habite au pays basque (climat assez doux), est ce que l'appoint bois est vraiement nécessaire?
A priori avec la surface de capteurs et le plancher chauffant je dirais non.

-Quelles doit etre la forme de ma cuve pour favoriser la stratification?


La plus haute possible
-Est ce que la cuve en béton résiste à des températures de 90°?
Je pense qu'il n'y a pas de pb
L'isolation en polystyrène sera-t-elle efficace?
Je laisse le soin à quelqu'un d'autre de répondre

Par contre, pourquoi vouloir faire fonctionner les 2 ballons en thermosiphon?
Tu n'as qu'à te servir du premier en préchauffage du second.

Pour les capteurs, je les mettrai plutôt dans le jardin et vu ta lattitude je mettrai 70° ou mieux je les monterai sur un axe pour les regler tout au long de l'année et pouvoir les mettre à la verticale en été.

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YvesBr
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Message par YvesBr »

Se baser uniquement sur du chauffage solaire : pourquoi pas, çà doit être possible, compte-tenu de l'ensoleillement de la région. Mais dans ce cas, je pense qu'il serait bon de passer par un bureau d'étude pour bien dimensionner l'installation en terme de surface de capteurs, d'isolation thermique et de réserve d'eau. Une trop grosse réserve ne permettrait pas d'atteindre une température suffisante. Une réserve trop petite ne permettrait pas de couvrir les jours sans soleil.

La surface de capteurs me semble importante. La maison est-elle conçue suffisamment isolée ? Une autre manière de capter le soleil est de laisser entrer les rayons par les fenêtres. En prévoyant un auvent pour faire de l'ombre en été, et une inertie importante à l'intérieur pour amortir les variations de température. Cà doit coûter moins cher que des capteurs.
Je rejoins François pour privilégier une inclinaison plus importante des capteurs.

Je ne comprends pas le principe du thermosiphon entre les deux ballons. Pour qu'un thermosiphon s'établisse, il faut une branche retour. Où est-elle ?

Yves

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bascou
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Message par bascou »

Salut, et merci pour vos réponses.

Pour ce qui est du thermosiphon, en effet, il n'y a pas de boucle retour.

Est il possible de concevoir un système pour que ce thermosiphon fonctionne?
En me servant du premier ballon en préchauffage, j'ai peur qu'une grande partie de mes calories soient perdues dans ma cannalisation entre les deux ballons (env 9m)

Pour ce qui est de la maison, j'aurais en effet deux grandes baies vitrées plein sud d'environ 9 m2 de superficie (les deux) avec une avancée de toit sur la plus grande de manière à cacher le soleil d'été.

Pour l'isolation et l'inertie, n'étant pas maçon, j'envisagais de faire simple.

Un mur en parpaings de 20, et une isolation en placomur de 10 en s'appliquant pour limiter les ponts thermiques.
Des doubles vitrages partout, et tres peu d'ouverture sur le nord.
De plus, la maison etant mitoyenne, tout un pan de mur sera protégé.
Pour la toiture, je pensais à 30 ou 40 cm de laine de verre.
Pour le sol, 20 cm de polystyrène expansé.
Cloison en placo.
Il y a certainement mieux pour l'inertie, mais cela me parait plus compliqué à la pose...

Qu'en pensez vous?

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YvesBr
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Message par YvesBr »

En isolant par l'intérieur comme tu le prévois, tu n'auras effectivement que peu d'inertie, d'autant que les cloisons seront légères. As-tu envisagé une isolation par l'extérieur ? Je sais, ce n'est pas très répandu en autoconstruction.
Le phénomène qui risque de se passer est le suivant : un bel après midi de printemps, le soleil va chauffer à travers tes baies vitrées, la température va vite monter (juste les plaques de plâtre à chuaffer. La régulation va couper le plancher chauffant. Arrivé le soir, le plancher froid va mettre quelques heures avant de reprendre le relais du chauffage.
Si l'inertie est meilleure, la température va monter à un degré moindre, et les murs chauds vont restituer la chaleur le soir.

Pour le thermosiphon, tu auras autant de déperdition (sinon plus) que dans le cas d'un simple branchement en série des deux ballons.
Yves

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p_bricoleur
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Message par p_bricoleur »

Bonjour,

Strictement parlant, il peut y avoir établissement d'un thermosiphon même sans retour.
C'est le cas s'il l'eau qui monte a un échappatoire (exemple : la cafetière électrique), ou si le tuyau est gros (dans ce cas, le chaud a tendance à monter au milieu et le froid à descendre sur le côté).

Bien sûr, si le thermosiphon est un effet voulu, il faut tout faire pour qu'il s'établisse facilement, donc faciliter le retour est crucial.


Pour la solution de la cuve enterrée en dehors de la maison, je suis un peu sceptique : la température est la variable la plus difficile à conserver en hiver.
Et dans ton projet, la chaleur va faire un premier trajet des panneaux du toit vers le sol dans un 1er échangeur, l'ECS est réchauffé à travers les parois du ballon ECS (2ème échange) puis subit un 2ème trajet vers la maison.
A chaque échange, le delta T est crucial, et à chaque trajet, on perd un peu en température.

Même à une bonne profondeur, le sol est froid l'hiver (même si c'est stable), donc le delta T entre l'eau du stock et la terre est très significatif et la chaleur ne demande qu'à partir.
A titre d'exemple, sur les stocks combinés les constructeurs prévoient entre 8 à 10 cm d'isolant alors que ces stocks sont à l'intérieur de la maison (sous-sol, chaufferie) et ne sont en contact qu'avec de l'air.
Dans la terre, les pertes par conduction sont d'un autre ordre de grandeur.

D'autre part, dans un local clos, les pertes ont tendance à légèrement "chauffer" le local et diminuent le delta T.
Dans la terre, la chaleur se diffuse bien (principe utilisé par la géothermie) et cet effet de réchauffage local est faible.

Dans ton cas, il faut prévoir une isolation très épaisse à la fois de la cuve (y compris dessous et dessus), et aussi des lignes.
Il faut considérer que le béton n'est pas du tout isolant.

Comme tu as un plancher chauffant, il est possible d'envisager une alimentation directe en caloporteur quand la demande en chauffage coincide avec le soleil, dans ce cas, pas d'échangeur, c'est le top.

Cordialement

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bascou
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Message par bascou »

Merci pour les infos,
Je vais effectivement abandonner l'idée de cuve enterrée; Je vais plutot créer un sous sol, ou j'installerai la cuve et tout l'équipement de chauffage.
Autre question, en ce qui concerne le plancher chauffant; chape fine ou épaisse?

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p_bricoleur
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Message par p_bricoleur »

Rebonjour,

Je ne suis pas spécialiste en plancher chauffant, mais dans le solaire, il ya décalage entre la production (milieu de journée) et le besoin (en fin d'après midi), on a tout intérêt à avoir de l'inertie.
Ainsi la chaleur stockée la journée est restituée quelques heures après.

D'autre part, stocker directement dans le béton évite un échangeur.

Comme l'épaisseur aide à augmenter l'inertie, une dalle épaisse est plus adaptée.
Son inconvénient est que l'inertie rend le chauffage plus difficile à piloter.

Cordialement

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bascou
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Message par bascou »

Aprés reflexion, je vais plutot m'orienter vers 2 ballons à double serpentin, l'un de 600 l pour le chauffage, l'autre de 350l pour l'ecs.
Je pense aussi réduire ma surface de captage à 13 m2.


1: Etant donné que je dispose d'une réserve d'eau chaude pour mon plancher, n'est il pas préférable d'utiliser une chape fine?

2: le dimensionement de mon installation est il suffisant pour chauffer mes 80 m2 avec, pour l'instant, un appoint par resistance electrique immergée dans le ballon?

3: comment fait on pour pratiquer l'achat groupé de matériel sur ce site?

grand merci à vous tous.

Bop33
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Message par Bop33 »

Un mur en parpaings de 20, et une isolation en placomur de 10 en s'appliquant pour limiter les ponts thermiques.
Des doubles vitrages partout, et tres peu d'ouverture sur le nord.
De plus, la maison etant mitoyenne, tout un pan de mur sera protégé.
Pour la toiture, je pensais à 30 ou 40 cm de laine de verre.
Pour le sol, 20 cm de polystyrène expansé.
Cloison en placo.


Pour la toiture 25 à 30cm de laine de verre ou de roche devrait suffire, tu peux consulter le site de l'ademe qui donne des normes par régions.

Je préférerais la brique au parpaing, plus d'alvéoles donc meilleur isolation mais le choix est souvent fait en fonction de la tradition de la région.

Pour les cloisons les carreaux de platre te donneront une meilleure inertie que le placo et une meilleure régulation au niveau de l'humidité.

La conception d'un chauffage par le sol obéit à des règles relativement strictes.
Exemple: Au dessus de la dalle de la maison 4 cm de polystyrène extrudé, puis treillis, puis tube polyéthylène réticulé, puis 3,5 cm mini de béton au dessus du tube + carrelage.

Je te conseille de garder la cheminée pour une petite flambée les jours sans soleil en décembre et janvier

Bon courage

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daniel 53
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Message par daniel 53 »

Bonjour

L'inertie thermique intérieure peut être simplement faite en terre.

Des mur de 25 cm d'épaisseur servent de stockeur.

Mais pour une documentation complète et digeste, j'ai investi 24 € dans le bouquin de Edward Mazria "le guide de la maison solaire" chez "parenthèses"

Sinon, sur le ouaib, il y a de la doc sur les maisons passives...

A bientôt

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