Projet CESI + bois pour ECS en thermosiphon : votre avis ?

Auto-construction, techniques, astuces,

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Messagepar mucky » Mar Avr 30, 2013 17:11 pm

Bonjour à toutes et tous,

je vais sous peu construire une installation individuelle fonctionnant au solaire et au bois en thermosiphon.

Mon impératif : budget minimal (de l'ordre de 1000€)
Mon objectif : le plus simple et autonome possible, sans électricité.

J'ai déjà la cuisinière à bois bouilleur dont la partie bouilleur est donnée pour un échangeur de puissance 2kW mini à 6kW maxi. Les tubes d'entrée/sortie sont en acier de 35mm de diamètre intérieur / 43mm extérieur.

D'après toutes les infos glanées entre autres sur www.apper-solaire.org, j'ai réalisé ce schéma qui résume mon projet.

Le panneau de 4m2 : je compte le construire à base de contreplaqué, polystyrène extrudé, polycarbonate 16mm, plaque d'alu, et 80m de cuivre recuit. Je ne sais pas quel diamètre utiliser. Le panneau sera orienté plein sud, sans ombre.
Les étés sont très chauds en Ariège, l'hiver la boisinière chauffe 16h/jour, je compte donc optimiser l'inclinaison pour la mi-saison (octobre et avril en gros).
Coordonnées géographiques :
1°32'79" Est
43°04'47" Nord
430m d'altitude

Le cumulus de 300L double serpentin : je compte recycler un vieux cumulus électrique en y insérant deux serpentins de cuivre recuit (20m pour le solaire et 10m pour le bois). Je ne sais pas non plus quel diamètre utiliser. Le cumulus sera enclos dans placard isolé par des bottes de paille dans les combles. Les vases d'expansion ouverts seront également dans ce placard isolé. Ne disposant que de 1m de hauteur sous combles, le cumulus ne pourra pas être en position verticale, je ne sais pas quelle inclinaison maximale je peux me permettre, et j'ai cru comprendre que l'horizontale ne fonctionne pas.

Le liquide caloporteur serait de l'eau déminéralisée mélangée à 20% de liquide de refroidissement antigel.

J'aimerais avoir vos critiques au sujet de ce projet, savoir ce qui vous paraît cohérent ou non, et avoir votre aide pour déterminer les inconnues :

- quelle inclinaison max pour le cumulus?
- quels diamètres et matières utiliser pour les 27m de tuyauterie?
- quelle inclinaison idéale pour le panneau?
- ai-je bien évalué les longueurs des serpentins, quels diamètres?
- y a-t-il des choses auxquelles je n'aurais pas pensé?

Je serai très heureux de bénéficier de votre expérience et toute aide même minime sera très appréciée.

Bonne journée à vous !
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Messagepar domwood » Mar Avr 30, 2013 18:52 pm

bonjour

quelques remarques :

n'est-il pas possible de positionner ce cumulus au niveau intermédiaire ?
tel qu'il est, il va produire de l'eau tiède dans certains cas (mauvaise stratification).

les vases me semblent surdimensionnés. à vérifier tout de même, le volume des 27 mètres. (je comprends pas trop pourquoi 50 litres sur le bouilleur)
10% du volume est normalement amplement suffisant.

comment prévois tu l'évacuation de l'air dans tes serpentins (purges) et d'ailleurs, comment les as-tu imaginés (quelle forme) ?

et comment penses-tu réaliser le cumulus autoconstruit ?

perso, je suis pas pour les clapets.

pour les calculs, je suis pas là, :oops:
par contre pour les Ø, tu peux commencer par du 16/18 voire plus pour la partie solaire et du 32 voire plus pour la partie bouilleur.
si tu es en budget réduit, c'est quelquefois les opportunités qui dirigent le choix de matériaux et les diamètres mis en place.

voici pour ce que ça m'inspire à première vue :-)
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Messagepar mucky » Mar Avr 30, 2013 21:29 pm

Bonjour Domwood et merci pour ta réponse.

n'est-il pas possible de positionner ce cumulus au niveau intermédiaire ?
tel qu'il est, il va produire de l'eau tiède dans certains cas (mauvaise stratification).


Non je n'ai pas la place de positionner ce cumulus à un autre endroit, c'est pourquoi je pense l'incliner, penses-tu que ça pourrait résoudre le problème de stratification?

les vases me semblent surdimensionnés. à vérifier tout de même, le volume des 27 mètres. (je comprends pas trop pourquoi 50 litres sur le bouilleur)
10% du volume est normalement amplement suffisant.


Je me doutais en effet que mes vases soient surdimensionnés, mais je ne connaissais pas la méthode de calcul, alors à l'aide de mon pifomètre numérique, j'avais vu un peu large... :roll:

Si je comprends bien, pour mon bouilleur de 10 litres, un vase d'1 litre serait suffisant (disons deux pour avoir une marge)?

comment prévois tu l'évacuation de l'air dans tes serpentins (purges) et d'ailleurs, comment les as-tu imaginés (quelle forme) ?


Je croyais avoir compris que l'air des serpentins sortirait de lui-même par les vases d'expansion, mais vu ta question j'ai dû me fourvoyer quelquepart, peux-tu m'en dire plus stp?

comment penses-tu réaliser le cumulus autoconstruit ?


Je compte remplacer la résistance d'un cumulus électrique par deux serpentins insérés en "tire-bouchon" puis souder les connexions nécessaires.

perso, je suis pas pour les clapets.


Quel inconvénients vois-tu aux clapets? Par quoi puis-je le remplacer avantageusement?

par contre pour les Ø, tu peux commencer par du 16/18 voire plus pour la partie solaire et du 32 voire plus pour la partie bouilleur.
si tu es en budget réduit, c'est quelquefois les opportunités qui dirigent le choix de matériaux et les diamètres mis en place.


En effet le budget est extrêmement serré. C'est pourquoi les diamètres doivent être calculés au plus juste car plus les diamètres sont gros plus le mètre de cuivre coûte cher.

Encore merci pour ta réponse, ça m'aide déjà beaucoup.
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Messagepar lebritish » Mar Avr 30, 2013 21:50 pm

Bjr et bienvenu Mucky,

de nos jours l'auto-construction coute plus cher que des achats sur leboncoin voir meme du neuf. La faute au prix des matériaux brut.
Qd tu vois le prix du metre de cuivre (quelqe soit le diamètre) je pense que ton budget ne passera pas.

MAIS tout n'est pas perdu :cool:
Avec de la méthode et les bon outils et un peu de patience sur le bon coin on fait des miracles. Perso j'ai acheté un ballon double serpentin de 300L neuf (avec défaut d'aspect) pr 250€. Des panneaux (occasion) à 100€ les 2m² ça se trouve aussi. Pour les tuyaux en cuivre la aussi faut chercher.*

un exemple à 1 heure de route de chez toi: http://www.leboncoin.fr/bricolage/463153975.htm?ca=16_s
7.5m² de panneaux pr 200€, avec 3 ou 4 soudures tu répares les 2 panneaux fuyards. Tu en revends un et tu as donc 5m² de panneaux solaires pr 100€ :cool:

Pr des 27m de lon pourquoi pas en faire une grande partie en PER ou multicouche. Là aussi ca réduit les coûts.

Le thermosiphon, tu y tiens vraiment ? avec un cumulus horizontal, ca va par marcher. Quant a l'incliné, je le sens pas. Un cumulus fais déjà 65cm de diametre donc pr le faire passer ds un metre de haut, autant dire tt de suite qu'il est couché. Pense bien aussi au prbl de poids. Un cumulus de 300L fait entre 400 et 500kg une fois plein. Le sol des combles (et/ou la charpente) peut il reprendre cette charge ponctuelle. Eh oui bien faire attention, ce n'est pas une charge répartie. Cela change tout pr les calculs!

Je ne veux surtout pas te décourager mais je voudrais pas non plus que tu partes sur une mauvaise piste.

1- Quelle est ta priorité absolue: le thermosiphon ou l'emplacement du cumulus ?
2- le prix de 80m de cuivre recuit pr ton capteur de 4m² c'est déja le prix de 2 capteurs d'occase.
3- remplacer la résistance d'un cumulus par 2 serpentin est très difficile. La surface d’échange de tes serpentin sera vraiment trop faible.
3- bien peser le pour et le contre de chaque points...
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Messagepar domwood » Mer Mai 01, 2013 8:56 am

bonjour

Non je n'ai pas la place de positionner ce cumulus à un autre endroit

c'est quand même bien dommage de pas pouvoir trouver un volume de placard pour un cumulus vertical.
autre avantage d'un cumulus au niveau intermédiaire, il serait probablement plus proches des puisages. (économie de longueurs de conduites et l'eau chaude arrive plus vite donc moins de pertes de calories et souvent moins de gaspillage d'eau.)

comment prévois tu l'évacuation de l'air dans tes serpentins (purges) et d'ailleurs, comment les as-tu imaginés (quelle forme) ?


Je croyais avoir compris que l'air des serpentins sortirait de lui-même par les vases d'expansion, mais vu ta question j'ai dû me fourvoyer quelquepart, peux-tu m'en dire plus stp?


fais un dessin de chaque serpentin dans la position qu'il aura une fois le ballon en place. pour s'évacuer de lui-même, l'air ne peut aller que vers le haut. il n'y a pas de circulateur pour pousser le flux. si les boucles ne sont pas parfaitement en hélice sur un axe vertical, ou qu'une boucle redescend, on va rapidement créer une poche d'air et bye bye thermo.
tous tes circuits doivent être dessinés en fonction de l'échappement naturel et pépère de l'air vers la conduite qui comporte le vase. quand ce n'est pas possible, on met plusieurs vases ou des purgeurs manuels à visiter à l'occasion.

Je compte remplacer la résistance d'un cumulus électrique par deux serpentins insérés en "tire-bouchon" puis souder les connexions nécessaires.

je me demande bien comment tu vas réussir à rentrer deux serpentins de longueur importante par une petite trappe. et ensuite à les souder.
un dessin m'enlèverait des doutes.

comme dit plus haut, ne pas négliger les surfaces d'échange des serpentins.
si tu transmets mal la chaleur, c'est pas bon.

pour tes volumes de vases, il faut prendre 10% de tous les volumes y compris les conduits. pas besoin de doubler, il y a déjà beaucoup de marge.

les clapets. je n'en ai jamais mis sur mes installations. à mon avis, c'est plutôt un correctif à apporter si problème constaté. un clapet il faut l'acheter, c'est encore une pièce en mouvement qui peut merdoyer et c'est un obstacle sur une installation que l'on essaie généralement d'optimiser côté pertes de charge. ceci n'est basé que sur ma petite expérience. je ne suis pas un pro installateur.


je suis entièrement d'accord avec ce que dit lebritish quand il parle d'achat d'occasions. j'ai fait pas mal d'autoconstruction avec des budgets très serrés et j'ai encore une cuve de 300 litres sur mon établi, ainsi que des vieux capteurs à restaurer. je me rends compte que depuis deux ou trois ans, on trouve des opportunités très intéressantes à proximité de chez soi si on est patient et que l'on est à l'affut.
tu iras probablement plus vite pour le même coût final si tu sais parfaitement ce que tu cherches et que tu surveilles les annonces locales.
si ton projet est toujours en thermo, ne pas s'emballer, peu de ballons sont prévus pour autoriser ce fonctionnement.
un capteur tout fait c'est un soulagement à moins d'être retraité et bricoleur.
le rendement sera aussi probablement meilleur.

bonne journée


edit : un détail d'importance que je n'ai pas précisé, le capteur lui aussi doit être compatible avec le thermosiphon. selon les mêmes règles précisées ci-dessus concernant l'évac de l'air. donc capteurs genre échelles.
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Messagepar mucky » Mer Mai 01, 2013 21:52 pm

Bonjour Lebritish,

merci beaucoup pour ces conseils avisés, c'est tout bête mais je n'imaginais simplement pas que ça se trouve d'occasion. Si je peux économiser des sous et en plus de l'argent c'est royal car je manque sérieusement des deux... Je vais donc surveiller les "bons coins" divers et variés comme il se doit.

Pour les 27m en PER c'est une bonne nouvelle!

Je tiens vraiment à ce que ça fonctionne sans électricité alors je vais réfléchir à une solution pour avoir le cumulus au 1er étage. Dès que je suis décidé je mets à jour le schéma.


Merci beaucoup Lebritish pour toutes ces pistes de réflexion!

--------------------------------------------------------------------------------------
Bonjour Domwood,

face à votre unanimité concernant la position de mon cumulus je vais tenter de le placer vertical au 1er étage.

Pour insérer les serpentins dans le cumulus, je voulais faire comme sur cette page : http://solaire-chauffe-eau.info/photos/ ... um=6&pos=8

Mais c'est sûr que si j'arrive à en trouver un d'occasion (ce qui n'est pas encore gagné), alors c'est encore mieux.

Pour le clapet, si je peux m'en passer tant mieux, je suis pour l'installation la plus simple possible. Mais il me semblait que sans un clapet la circulation risquait de s'inverser la nuit?

Tu as précisé que peu de ballons sont prévus pour le thermosiphon, à quoi les reconnait-on, lesquels rechercher?

Encore merci pour ton aide, et bonne soirée.
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Messagepar domwood » Jeu Mai 02, 2013 8:11 am

bonjour

les serpentins comme sur ton lien en "double spirale", ne peuvent pas fonctionner en thermosiphon. (air emprisonné). hélas, ça serait trop facile! ça interdit beaucoup de possibilités de récup'.

les ballons qui fonctionnent ont généralement les raccords sur les côtés, solaire en bas, serpentin le plus long, chaudière en haut, serpentin le plus court. il faut ensuite s'assurer (trappe de visite ou vue éclatée du ballon) que les serpentins ne comportent pas de boucle anti thermosiphon en interne.
je n'ai pas de marque à te communiquer, je n'ai fonctionné qu'en autoconstruction pour le moment.

l'idéal, mais je ne sais pas si ça existe sur le marché, ce serait un ballon bain marie avec un long serpentin en partie basse. glycol dans ce serpentin et eau de bouilleur dans la peau du ballon bain-marie. (bain-marie ou annulaire, c'est idem). voir si giordano en fait.

concernant le schéma général, en principe, l'eau chaude reste en haut donc chez moi, aucun clapet. ton thermo se mettra en route sans problème avec une différence de niveau d'un étage donc oui, trouve une place pour un ballon debout.


une autre piste est d'alimenter un circulateur TBT type laing avec du photovoltaique. ça reste de l'électricité mais c'est hors réseau. le principal problème est le prix du laing.

plusieurs sujets abordent cette solution. (recherche avec "laing")...
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Messagepar mucky » Sam Mai 04, 2013 9:50 am

Bonjour Domwood,

notre discussion m'a permi d'avancer énormément, mais également de remettre en question l'ensemble de mon schéma, j'avoue maintenant être très indécis, mais c'est aussi dû à mon manque de connaissances.

Peut-être pourras-tu m'éclairer sur quelques points :

- j'ai lu sur la doc du ballon horizontal BH300 de Solaire Diffusion que celui-ci "convient très bien aux systèmes en thermosiphon". J'ai maintenant du mal à comprendre comment c'est possible, quel schéma d'échangeur il peut renfermer pour convenir.

- j'ai trouvé un ballon vertical d'occasion, mais le serpentin, comme toujours, a ses deux spires inférieures en contrepente (voir schéma type). J'imagine que c'est pour empêcher le thermosiphon. Mais j'ai l'impression qu'il n'existe que des ballons comme ça, j'avoue être un peu largué. :-?

Enfin voilà, en bref je n'arrive pas à bien saisir ce qu'il est permis ou non pour un circuit thermosiphon, et ça me bloque pour prendre une décision.

J'ai étudié l'option circulateur solaire, mais je reste encore réticent à l'idée d'ajouter une source supplémentaire de panne éventuelle, et le tarif très élevé a achevé de me convaincre...

Bon Week-end!
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Modifié en dernier par mucky le Sam Mai 04, 2013 9:52 am, modifié 1 fois.

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Messagepar Balajol » Sam Mai 04, 2013 12:16 pm

Bonjour mucky,
Le ballon BH 300 a un échangeur annulaire et non un serpentin, c'est ce qui fait la différence.

http://www.solaire-diffusion.eu/images/ ... zontal.pdf

Pour le ballon d' occasion,Les 2 spires inférieures sont à mon avis inversées pour permettre la mise en place d'une résistance (Chapeau visible à gauche) , elles peuvent perturber légèrement le thermo siphon mais de la à l'empécher :sad: A voir d'autres avis pour des tests non concluants.

Pour fonctionner avec un circulateur "standard"( quelques dizaines de zoros sur le BC), il y a aussi le Drain-back, mais approche différente :-) (Implantation) Pour ce coup là je suis hors sujet.
Bonne réflexion
Ps: Pour l'auto construction du ballon ECS, je suis du même avis que les collègues, pour l'avoir fait, a moins d'avoir les matériaux à l'OEil ;-) , le passage du serentin est une vraie galère :twisted:
Cest beaucoup plus simple avec un ballon tampon, de part ses dimensions.

Cordialement
Bertrand
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Modifié en dernier par Balajol le Sam Mai 04, 2013 12:39 pm, modifié 2 fois.
-6 m2 en auto-vidange (Circuit Fermé, eau pure sans glycol), Capteurs sous polycarbonate 16 mm (toiture local)
-9 m2 WEISHAUPT et ballon 1000L circuit pressurisé glycolé ; 2 Solareg Genius II
Compte rendu de mon installation ici
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Messagepar domwood » Sam Mai 04, 2013 13:07 pm

bonjour

le ballon proposé en horizontal est probablement un ballon annulaire (un seul échange, réalisé en périphérie)
annulaire ou bain-marie, c'est l'idéal pour du thermosiphon (pertes de charges minimes-bonne surface d'échange) mais pour ton cas, il manque un échangeur.

le fonctionnement en thermo est assez simple. si tu as parcouru quelques sujets suite à des recherches, c'est toujours le même discours, pertes de charges etc. la question de l'air emprisonné (ou de son évacuation naturelle) est primordiale. à force de se focaliser sur un circuit montant on peut foirer le fonctionnement à cause de l'air.
j'en parle avec photo preuve à l'appui ici :
http://forum.apper-solaire.org/viewtopi ... sc&start=0

comme dit balajol, (je vois qu'il vient de poster pendant que je rédige), la boucle ne devrait pas empècher le thermosiphon. c'est une bulle d'air, un endroit non "purgeable" qu'il faut éviter. c'est un piège à air de ce genre que l'on va obtenir au niveau du raccord tout en bas du ballon. (retour froid vers le bas du capteur solaire). à cet endroit il faudra prévoir soit un purgeur soit une colonne vers un vase. si on néglige ce point, quand l'eau aura bien dégazé, une poche d'air et le thermo s'arrète.
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Messagepar mucky » Dim Mai 05, 2013 22:45 pm

Voici le nouveau schéma modifié, en tenant compte de toutes vos remarques.

Je sollicite à nouveau votre avis, notamment au sujet du schéma du thermosiphon, au cas où je n'aurais pas repéré un piège.

Domwood, peux-tu me préciser à quel endroit je dois installer une purge, et de quel type stp?

Je suis à deux doigts d'acheter un ballon de ce type, avec la boucle du bas inversée qui ne devrait pas empêcher le thermosiphon (jai toujours du mal à saisir la nuance entre un piège anodin et un piège problématique)... :-?

Bonne soirée
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Modifié en dernier par mucky le Dim Mai 05, 2013 22:46 pm, modifié 1 fois.

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Messagepar lebritish » Dim Mai 05, 2013 23:00 pm

Bsoir,

le cumulus est branché a l'envers. L'eau chaude sort par en haut et l'eau froide rentre en bas.
entre le bouilleur et le cumuls tu ne peux pas utiliser du PER. Cuivre OBLIGATOIRE. le moindre chargement trop conséquent et l'eau monte à 100°C !!!

Le PER de 16/18 n'existe pas. c'est du 16/20 mais a mon avis de section trop faible pr la longueur de 27m. Passe en diametre 20/25 minimum.
Pour les 2 premiers mètres en sortie de panneau il te faut du cuivre aussi.
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Messagepar domwood » Lun Mai 06, 2013 7:47 am

bonjour

bons conseils du british

une chose m'inquiète un peu, tu symbolises ton échangeur de bouilleur par un serpentin couché. j'espère que ce n'est pas le cas dans la réalité.

jai toujours du mal à saisir la nuance entre un piège anodin et un piège problématique

il est possible que je t'aie induit d'erreur quand je parlais des choix de ballons et de boucle descendante. c'est la remarque de balajol concernant l'emplacement de la résistance qui me fait m'en rendre compte.
tu vas tout de même comprendre pourquoi on préfère un ballon prévu thermo.
ton thermo fonctionnera mais le piège à air dont je parlais hier doit être étudié.
soit un purgeur à main à visiter de temps à autre. si on ne rajoute pas d'eau au circuit, au bout d'un moment le dégazage est calmé. le vase ouvert n'est pas une cause énorme d'oxygénation à mon avis.
autre solution, un deuxième vase ouvert situé au même niveau que le premier. tu aurais deux petits vases jumeaux. solution qui a ma préférence. (tu ne te demandes jamais s'il faut purger)
il faut tout de même surveiller le niveau des vases, perso je mets souvent un tuyau transparent en guise de jauge.

Image
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Messagepar mucky » Lun Mai 06, 2013 22:35 pm

Chouette, mon schéma se précise, le voilà tout rectifié. :cool:

Désolé pour les erreurs de newbie, et pour le dessin de bouilleur mal orienté, le poele est bien prévu pour thermosiphon, c'est même recommandé dans la notice.

Merci beaucoup pour toutes ces précisions, j'ai bien pris en compte toutes les remarques du British et de Domwood.

Ai-je bien placé les vases "jumeaux"? En effet, je préfère de loin cette solution à celle de devoir purger de temps à autres.

Le British, pourrais-tu m'indiquer STP le diamètre de cuivre que je dois utiliser pour raccorder le bouilleur? Les raccords du poele sont en acier de 35mm de diamètre intérieur / 43mm extérieur.

Bonne soirée à vous :-)
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Messagepar lebritish » Lun Mai 06, 2013 22:48 pm

Bsoir,

je ne suis pas spécialiste du bouilleur en thermosiphon, mais je dirais qu'en Cu26/28 pr 4Kw tu ne devrais pas avoir de soucis.
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