Appoint énergie bois pour ECS solaire

[BDE]

Bonjour,
Nouveau sur le forum, j'espère ne pas en contrarier les usages.
Je conçois une petite maison (2 personnes) bioclimatique, le plus autonome possible et j'ai opté pour sur surcapacité en PV (9 kWc) et donc alimenter l'ECS à l'électricité comme source d'énergie principale. Étant prévu hors réseau, une précision est utile, je privilégie l'autonomie et l'économie d'énergie sur le coût d'investissement... ce qui peut créer des dissonances de plusieurs ordres.
Bien entendu il me faut un apport complémentaire en hiver et je suis à la recherche d'un échangeur air/eau sur l'évacuation des fumées d'une petite cuisinière à bois (5 à 7 kW) qui fonctionnerait en thermosiphon. J'en ai trouvé un (http://www.heizungskontor.de/index.html) mais j'ai du mal a en connaître les caractéristiques techniques et les possibilités de fonctionnement telles que je les envisage. Je prévois un cumulus de 200 L inox double serpentin sur-isolé en comble au dessus de la cuisinière.
Quelqu'un a t'il une expérience dans ce type de matériel et de fonctionnement qui est, semble t'il, confidentiel. A défaut une connaissance théorique de systèmes similaires me permettrait de voir la compatibilité du matériel avec le fonctionnement que je prévoit et, ultimement partir sur un circulateur si le thermosiphon s'avère impossible.
Autre questionnement: choix de la sonde et pilotage de l'alimentation de la sonde chauffante en adéquation avec la production PV (sonde 2 kVA) pour limiter la ponction sur les batteries.
Merci infiniment à ceux que le sujet inspirent.

[Beone68]

Bonjour,

Pour quelle raison partiriez-vous sur un échangeur air/eau sur les fumées d'une cuisinière à bois, plutôt que de prendre directement une cuisinière avec bouilleur intégré ?
Pour l'ECS faite à partir de photovoltaïque, vous trouverez pleins de sujet traitant de ce thème, avec les pour et les contre. De mon côté, je suis plutôt contre pour des raisons de rendement global et de durée de vie. Je réserve l'électricité autant que possible pour les usages noble (circulateur plutôt que résistance).
Le solaire thermique et la cuisinière bouilleur peuvent fonctionner en thermosiphon, sous réserve d'une mise en œuvre adéquate (ballon plus haut que les sources de chaleur)

a+
Beone

[BDE]

Bonsoir Beone68,
- le rapport de chauffage eau/air est de environ 2/3 eau 1/3 air (rayonnement, convection) or c'est beaucoup trop pour l'ECS avec un besoin de environ 1 kW pendant 8h pour chauffer les 200 litres du cumulus. Si je prend une cuisinière bouilleur, les plus petites font 9 à 12 kW donc 6 à 8 kW pour l'eau, donc beaucoup trop.
- je suis conscient "du luxe" que représente de chauffer de l'eau à l'électricité (énergie noble), raison de la précision que j'ai pris la précaution de spécifier en début de post.
- je connais les principes de base du thermosiphon mais j'ai besoin d'en savoir plus sur les sections, débit, perte de charge / longueur de tuyauterie et delta hauteur entre les échangeurs pour que ça fonctionne de façon fiable et idéalement le moyen de réguler et sécuriser l'installation.
Bonne soirée

[domwood]

bonjour

j'ai pas bien saisi l'usage. cuisinière pour la cuisine, pour chauffer le logement, pour chauffer l'eau ?
sur le net on trouve une multitude d'exemples de déom entourés de serpentins cuivre, ou de gamelles accolées sur ou derrière des poeles.

je sens pas trop ces trucs de conduits mais ça a déjà été évoqué plusieurs fois, notamment par un des membres apper qui disait être satisfait et ne pas avoir de soucis de bistrage. autoconstruit en inox annelé. faire des recherches par google en incluant "apper" ou fouiller les comptes rendus. je reste sceptique pour chauffer 200 litres sans être en nage dans la pièce, si le logement est bien isolé.

le thermo n'est pas sorcier. delta H et delta T. gros delta c'est réactif, petit delta ça marche aussi mais moins rapidement. pour les sections, plus c'est petit et plus y'a des pertes de charge, donc ça freine mais ça ne bloque pas. ce qui bloque, c'est la création d'une poche d'air dans le circuit. on peut même avoir des pentes inverses, si les points hauts se purgent. pour la sécu c'est vase ouvert, et pour la régul, hum, c'est souvent le gars qui enfourne le bois dans la loco

[BDE]

Bonjour,
Merci pour le topo du thermosiphon, il y a donc moyen, en ayant un bon delta T°C et H et une section correcte 3/4", de régler le débit pour équilibrer le système avec en prime la possibilité de chauffer le conduit au démarrage sans circulation pour éviter la condensation/bistrage.
J'ai spécifié cuisinière mais ce peut être poêle avec four et/ou plaque chauffante pour limiter la conso gaz de cuisson l'hiver. L'engin est au centre de la maison (bois/paille 87 m2) et de faible puissance pour éviter la surchauffe. J'ai pris contact avec la Société LUPI en allemagne (https://www.lupi-waermetauscher.de/shop/) qui produit ces échangeurs pour en savoir un peu plus sur les caractéristiques techniques.
Si ça intéresse certains...
Bonne journée

[domwood]

bonjour

Merci pour le topo du thermosiphon, il y a donc moyen, en ayant un bon delta T°C et H et une section correcte 3/4", de régler le débit pour équilibrer le système avec en prime la possibilité de chauffer le conduit au démarrage sans circulation pour éviter la condensation/bistrage.

heu... j'ai pas l'impression d'avoir dit ça. régler le débit ? pour équilibrer quoi ? en thermosiphon, tu fais tout pour optimiser , le but étant que ça circule facilement, et que ça transfère la chaleur rapidement. on évite les choses qui pourraient faire obstruction (risque cocote-minute).

...et ce type d'échangeur va plutôt créer du bistrage que t'en préserver, tes fumées étant toujours les plus chaudes.

Tu dois garder à l'esprit que dans une maison bien isolée, ça va être compliqué de ne pas trop chauffer, tout en cuisinant des choses différentes, tout en maitrisant la température du ballon. Sur papier ça semble magique, dans la réalité tu risques d'être obligé de t'adapter aux résultats du système.

Oui, rapporte ici ce que tu peux glaner, et tes expériences par la suite, pour étoffer le forum.

[BDE]

Bonjour domwood,
Je me suis mal exprimé. Le système devrait rassembler les conditions nécessaire pour fonctionner correctement en thermosiphon en terme de section, longueur de tuyauterie et différence de hauteur.
Le "réglage du débit" pourrait permettre de laisser chauffer suffisamment la partie dans le flux de fumée pour ne pas trop refroidir ces dernières aant la stabilisation du tirage. Après si un débit maximum est préférable, on supprime cette réduction.
Pour la cuisinière, ce n'est pas le moyen principal de cuisson, elle sera utilisée lorsque le besoin de chauffage justifie son fonctionnement.
Pour l'eau chaude, ce devrait être cohérent avec l'ensoleillement. Si il y a du soleil je ne devrai pas avoir besoin d'appoint bois pour chauffer que se soit la maison ou le cumulus. Ce n'est qu'au delà de 2 ou 3 jours sans soleil que cela devient nécessaire. Autre précision, je prévois de mettre un radiateur, lui aussi en thermosiphon au dessus du cumulus pour évacuer les éventuels calories excédentaires.
Mon raisonnement est un peu empirique mais je me base sur l'expérience de copain ayant construit sa maison paille et notre démarche est aussi de s'orienter vers une adaptation de l'homme aux conditions naturelles (en les amortissant autant que possible). Donc pas de soleil => ECS moins chaude ou un pull supplémentaire. Et comme dans le sud ouest on n'a déjà pas trop froid et que le changement climatique va dans le même sens, on devrait survivre. pour ce qui est de l'apport de chaleur au moins...
Bonne journée

[domwood]

Bonjour

Donc pas de soleil => ECS moins chaude ou un pull supplémentaire.

Je partage ce point de vue à 100%. Mon ballon ecs est de type "instantané", constitué d'un long tuyau annelé dans lequel circule l'eau qui arrive aux robinets. ce long serpentin est immergé dans une cuve eau morte. ça permet d'utiliser l'eau au robinet, même si elle n'est pas très chaude, sans craindre les problèmes de légionnelles.

Les installs thermosiphon pour du combustible solide doivent répondre à certains impératifs liés à la sécurité. Vase d'expansion ouvert , raccordé au bouilleur selon des principes et dimensionnements à respecter. (notamment, connection directe et de diamètre conséquent, vanne interdite.) On trouve différents schémas applicables en fouillant dans des docs de chaudières, bouilleurs, cuisinières... oui, un radia à côté ou plus haut que le ballon peut permettre plus de souplesse à l'utilisation.

Je ne vais pas te conseiller de bidouiller un système qui risquerait de se retrouver fermé un jour où l'autre. à voir les solutions proposées par lupi. je suppose qu'ils prévoient une pose qui reste safe, en cas de panne de circu.
Je ne connais pas ces récupérateurs, mais je suis du même avis que Beone68 dans son premier message de ce fil. un appareil avec bouilleur au niveau du foyer. perso je n'ai jamais dépensé plus de 400 euros dans un bouilleur d'occasion.

[BDE]

Bonjour,
Je ne voudrais pas jouer les troubles fêtes dans vos discussions, mais Il me semble que vos échanges font appel à nombres de notions qui entre en jeu dans ma problématique. J'ai initié un post, il y a 18 mois et je reprend ce sujet après beaucoup de péripéties et de décalage de chantier.
Je résume très rapidement le contexte et mes objectifs.
Projet de construction de petite maison 82m² structure bois, isolation paille avec une conso énergétique évaluée par étude thermique dynamique de 35 kWh.m²/an.
Énergie solaire (PV 10kWc stockée et rayonnement direct) suffisante pour chauffage et ECS les 2/3 de l'année. Pour les journées hivernales, sans soleil, un appoint par poêle bouilleur (C2 cashin 6kW= 3 + 3) légèrement supérieur à la préconisation de l'étude thermique. Or je souhaite pouvoir faire fonctionner cet apport" énergie bois" sans électricité pour des raisons de sécurité et d'économie. Le bouilleur alimenterait un cumulus de 200 litres d'ECS et un sèche serviette (800 W).
Je cherche donc à mettre au point un circuit hydraulique fonctionnant en thermosiphon. Je suis conscient que l'un des problèmes principal des bouilleurs est la phase de mise en chauffe durant laquelle il faut éviter la condensation qui entraine, à long terme la corrosion du bouilleur. J'ai donc pensé à utiliser un circulateur lors de la phase de chauffe avant de laisser le thermosiphon prendre le relai. Un de mes doutes est sur le clapet anti retour et la perte de charge qu'il pourrait créer et venir ainsi perturber le thermosiphon, un autre serait le circuit retour de du sèche serviette et notamment les cheminements horizontaux amont et aval de 3,50 mètres en tube tricouche de 20mm.
J'ai trouvé une abaque pour dimensionner la tuyauterie et j'ai donc pensé au principe suivant. Ma problématique est beaucoup plus simple que la vôtre et je vous serais reconnaissant si vous pouviez jeter un coup d’œil et me faire les remarques qui vous viendraient à l'esprit de part votre expérience et peut être intuition.
Je vous en remercie.

[domwood]

Bonjour

Pour améliorer la compréhension, la fonction éditer te permet de modifier un peu ton texte initial (...trouble fête...ma problématique est bcp plus simple que la vôtre...) . il faut bien comprendre que le peu de gens à te répondre vont souvent relire tout le fil pour ne pas répondre à côté. Ton résumé est d'ailleurs très pertinent après 18 mois de gestation.

Je n'ai pas vraiment de réponses au vu de ton schéma mais quelques points à te suggérer de faire attention.

-en te piquant sur le serpentin du bas de ballon, ton retour sera plus froid. attention aussi aux serpentins bas qui forment parfois une boucle inversée pour le passage d'une résistance d'appoint. ça peut être risque de création d'une poche d'air qui bloque le thermo. rajout d'un purgeur aussi sur ton entrés dans le serpentin-point haut de ta ligne rouge.
-sur toutes mes installs le vase ouvert était sur la colonne chaude, donc jamais eu de problème de poche d'air, même avec des conduites en pente inversée. l'inconvénient étant plus d'évaporation par le vase ouvert. (évaporation raisonnable cependant, mon vase restant froid puisque sans circulation dans celui-ci). tes conduites horizontales ne sont pas inquiétantes, surtout avec le diamètre indiqué mais il te faut surtout bien comprendre le cheminement de bulles d'air pour que ça ne s'accumule nulle part. (sauf à rajouter un purgeur à ouvrir de temps à autre).
-je ne vois pas de vanne thermostatique de recyclage sur ton schéma.

hors sujet mais pas tant que ça : je m'apprête à modifier mon install thermo pour du pressurisé, avec recyclage. les modules laddomat de recyclage comportent eux aussi un clapet dans le bloc fonte, qui autorise ce qu'ils appellent "autocirculation". Perso je n'investis pas dans ces blocs tout fait et je suis à regarder si je peux rajouter un clapet du commerce pour obtenir un résultat identique avec une simple vanne thermostatique à cartouche. à lire des anciens sujets je me rends compte que plusieurs membres ont mis en place ces blocs laddomat et certains ont l'air d'en maitriser le fonctionnement. je compte bien poster à ce sujet très prochainement.

par ailleurs, puisque je vais me retrouver avec une install faillible en cas de panne d'élec, je me pose la question de rajouter une sorte de système UPS sur batterie (secours) et je me demande bien pourquoi tu te focalises sur le thermosiphon, alors que tu prévois une grosse install pv avec stockage. Les circus modernes sont très économes.

[j2c]

Pour ta boucle de recyclage de ton bouilleur.

Bien que je comprenne l'intérêt "low-tech" de ne pas mettre de circulateur de charge.. je trouve ça risqué.
Normalement, tu as un groupe de charge avec une soupape thermique qui assure une irrigation importante ET constante du foyer. (les 2 mots sont importants)

A couper ce circulateur, à une certaine température (je suppose que c'est avec un thermostat : élément qui peut tomber en panne sans que tu le saches)... tu vas réduire de manière drastique la circulation dans le bouilleur. Tu vas avoir des points chauds dans le foyer, ce qui va faire travailler le foyer dans des proportions très importantes... et tu pourras dire adieu à ta garantie.

[ventura]

Bonsoir,
Mon avis:
Dans le schéma les 2 circuits,ballon ECS et mur chauffant sont en parallèles.
En thermosiphon l'eau va passer plus dans l'un des 2 circuits.
Dans les 2 circuits les 2 pertes de charge seront différentes.
L'eau va au plus facile.
Pour un bon thermosiphon pente mini 3% vitesse maxi 0.3 m/s, aucune perte de charge singulière, pas de clapet anti retour, pas d'incidence de forme.
Un petit détail dans le schéma il vaut mieux utiliser l'échangeur du haut, réserver l'échangeur du bas pour du solaire.
Un circulateur c'est la facilité,
Tu peut installer au condition d'un thermosiphon avec un circulateur, faire des essais , et c'est la réalité de ton installation qui permet ou pas le fonctionnement en thermosiphon.

[BDE]

Merci à vous tous pour vos retours rapides et pertinents.
@domwood.
Merci pour les points de vigilance. J'en prends note
- Pour le cumulus, j'ai pensé utiliser le serpentin bas pour ne pas risquer d'avoir un retour chaud avant d'avoir chauffé toute l'eau du cumulus... je ne connais pas les phénomènes de stratification et comment ils peuvent perturber le chauffage de toute la capacité d'eau. Pour le vase d'expansion alimenté par l'eau chaude, j'avais prévu de cette façon à l'origine mais j'ai eu peur de générer un thermosiphon avec le VE et d'en faire un "radiateur". Si tu fais arriver la colonne chaude dans le VE, tu ne fais pas de "retour" sur la colonne froide ? juste un trop plein ?
Pour éviter les bulles captives, je suppose qu'il ne faut aucun point haut dans les circuits et surtout sur le retour ? ou alors installer des purgeurs à ces endroits si on ne peut pas faire autrement...
-je ne vois pas de vanne thermostatique de recyclage sur ton schéma: en fait de boucle de recyclage, je met le circulateur en fonctionnement pendant la chauffe du circuit et l'arrête lorsque le retour bouilleur passe une température de 57°C. Je ne sais pas trop où prendre la température. Si je la met dans la boucle de recyclage, le circulateur fera du start-stop tout le temps que le circuit de retour monte en chauffe et se stabilise. Si je le mets sur le retour du circuit, le thermosiphon n'a pas de raison de démarrer tant que le circulateur fonctionne et la température de la boucle va monter trop haut en température...
Quand au PV, certes un circulateur ne consomme que 5 à 10 watts et juste pendant la chauffe; mais c'est en hiver et je ne suis pas à l'abri de 5 ou 6 jours de pluie (on vient de vivre un épisode du genre) et de ne plus avoir de jus... dans ce cas tu me diras plus d'eau non plus (capacité du surpresseur à adapter) donc risque sécurité potentiel!
@j2c: J'ai en partie répondu ci dessus. Je comprends que le circulateur assure le débit et sa régularité. Les thermosiphons ont cependant fonctionné pendant des décennies avec certes plus d'aléa de fonctionnement je suppose, mais dans le cas d'une installation simple (ce que je pense être mon cas) j'espère qu'on peut raisonnablement y arriver... sauf si les matériels actuels ne le supportent plus, ce qui est une éventualité... que j'essaie de vérifier avec le fabricant.
@Ventura
J'ai appliqué le principe du "parapluie" pour le fonctionnement, une colonne chaude montante se déversant dans les charges thermiques. Effectivement la perte de charge dans le cumulus sera moindre (tuyauterie 1" sur tout le circuit) et c'est un peu voulu pour "prioriser" l'ECS sur le chauffage. Ce que je pense, c'est que par principe, le thermosiphon ralenti quand la différence de température arrivée/retour diminue (quand l'ECS est chaude) et mécaniquement l'autre circuit avec une perte de charge plus importante (tuyauterie 3/4" plus longue) prendra le relai car l'eau passant dans le sèche serviette se refroidit toujours plus que celle qui passe dans le serpentin du cumulus alors chaud. Peut-être me trompe-je ?
Je pensais faire fonctionner sur le principe présenté (avec les quelques précautions conseillées) en monitorant les températures et voir si un équilibrage se fait. Dans tous les cas, l'objet n'est pas de faire fonctionner le poêle longtemps (3h environ) car on risque la surchauffe vu la maison...
Votre expérience est précieuse, dites moi si je m'égare, je n'ai pour ma part que les principes théoriques que j'ai glané et mon bon sens de mécanicien.
Merci encore.

[domwood]

- Pour le cumulus, j'ai pensé utiliser le serpentin bas pour ne pas risquer d'avoir un retour chaud avant d'avoir chauffé toute l'eau du cumulus... je ne connais pas les phénomènes de stratification et comment ils peuvent perturber le chauffage de toute la capacité d'eau. _____Comme précisé par ventura, on utilise généralement le serpentin du haut pour les générateurs haute température. ce serait certainement plus réactif dans ton cas puisque ça chaufferait moins de volume, près du raccord de puisage. ensuite c'est la conduction qui réchaufferait le bas, donc beaucoup plus lent. (à moins d'avoir du solaire sur le serpentin bas.) avec des bouilleurs j'ai toujours utilisé des ballons annulaires (bain-marie) qui sont optimaux pour le thermo, je n'ai pas d'expérience avec du serpentin.

Pour le vase d'expansion alimenté par l'eau chaude, j'avais prévu de cette façon à l'origine mais j'ai eu peur de générer un thermosiphon avec le VE et d'en faire un "radiateur". Si tu fais arriver la colonne chaude dans le VE, tu ne fais pas de "retour" sur la colonne froide ? juste un trop plein ? _______ c'est ce que j'ai toujours fait. Mais comme pour beaucoup d'installations, c'est à l'usage qu'on se rend compte de ce qui se passe. Je ne suis pas représentatif d'une famille qui vit tout l'hiver à 19° avec douches le matin et le soir.
Pour éviter les bulles captives, je suppose qu'il ne faut aucun point haut dans les circuits et surtout sur le retour ? ou alors installer des purgeurs à ces endroits si on ne peut pas faire autrement... ______ j'ai toujours privilégié les pentes montantes vers la colonne chaude (celle du vase ouvert). quitte à avoir des contre-pentes qui étonnent par rapport à ce qu'on imagine du fonctionnement thermosiphon. de cette façon, jamais rien à purger. J'ai souvent illustré ça sur le forum par des croquis à main levée. suivant la configuration du logement, ce n'est pas possible, donc purgeur manuel à visiter de temps à autre.
-je ne vois pas de vanne thermostatique de recyclage sur ton schéma: en fait de boucle de recyclage, je met le circulateur en fonctionnement pendant la chauffe du circuit et l'arrête lorsque le retour bouilleur passe une température de 57°C. Je ne sais pas trop où prendre la température. Si je la met dans la boucle de recyclage, le circulateur fera du start-stop tout le temps que le circuit de retour monte en chauffe et se stabilise. Si je le mets sur le retour du circuit, le thermosiphon n'a pas de raison de démarrer tant que le circulateur fonctionne et la température de la boucle va monter trop haut en température..._______ je ne sais quoi te dire. en regardant à nouveau ton schéma, je me dis que 3kW à l'eau ce n'est pas très puissant.
Quand au PV, certes un circulateur ne consomme que 5 à 10 watts et juste pendant la chauffe; mais c'est en hiver et je ne suis pas à l'abri de 5 ou 6 jours de pluie (on vient de vivre un épisode du genre) et de ne plus avoir de jus... dans ce cas tu me diras plus d'eau non plus (capacité du surpresseur à adapter) donc risque sécurité potentiel! ______ j'ai lu ton projet de pv 9kWc. si 10W posent un problème, double ta surface de pv !

Votre expérience est précieuse, dites moi si je m'égare, je n'ai pour ma part que les principes théoriques que j'ai glané et mon bon sens de mécanicien. _____ on espère bien que tu viennes témoigner par la suite du fonctionnement dans la vraie vie avec ce que tu auras installé au final. On essaie tous de faire l'install parfaite mais dans la vraie vie ce n'est qu'histoire de compromis et ça dépend donc de chaque configuration et chaque usage.

désolé pour la lecture, je ne sais toujours pas citer point par point

[domwood]

Bonjour

En lisant un autre fil du moment, je vois un schéma thermexel et je me dis que je ferais bien d'aller voir les conseils en matière de recyclage. au passage, beaucoup de conseils sur les configurations d'expansion, et tout en bas de page, bingo, un recyclage avec fonctionnement thermosiphon.

Tout comme Hervé Silve qui avait mis beaucoup de choses en ligne, le site de Jean-Yves Messe est une mine d'infos à consulter et reconsulter.

https://www.thermexcel.com/french/energ ... solide.htm