Envoyer le retour capteur au bon niveau du stockage

[pf26]

Bonjour,
J'ai mis en place en place mon stockage enterré, fait avec une bache EPDM, de Lxlxh=5x1x1.2m soit 6m3 pour 22m² de capteurs verticaux. (schéma : )
Tout n'est pas fini, mais l'essentiel fonctionne et assure le chauffage depuis septembre - et une partie de l'ECS.
La stratification est réelle, j'ai mis 2 colonnes de 8 capteurs de températures pour l'observer (chaque 20cm de haut et un de plus à 10cm sous la surface). Mes débits sont très faibles, notamment le départ plancher pour lequel environ 100 l/h suffisent à chauffer pour l'instant (départ entre 30 et 40° et retour 10-15° en dessous)

Actuellement, l'eau des capteurs arrive en haut de cuve, et je régule le débit pour essayer de dépasser la température de la couche haute. Je constate que seuls les jours très ensoleillés apportent qqch (de l'ordre de +7°C partout, soit une cinquantaine de kWh). Lorsque le ciel est nuageux et que le haut de la cuve est resté à 40°C ou plus (avec disons 30°C en bas), même au débit minimal (imposé pour ne pas désamorcer le drain-back), j'apporte de l'eau à 32-35°C et donc je refroidis la couche du haut. Pas terrible.

Est-ce que quelqu'un a déjà mis en oeuvre un système efficace pour que l'eau des capteurs atteigne effectivement la strate du stockage qui est à la température adaptée (cad légèrement plus froide) ?
Je pense arriver sur une gaine PEBD 100um épais, environ 6cm de diam et quelques mètres de long, immergée et percée de petits trous, afin qu'elle se positionne naturellement un peu au dessus (le PE est plus léger que l'eau) de la strate contenant de l'eau à la température de celle d'arrivée.
Qu'en pensez vous ?
J'ai bricolé un peu la même chose pour le retour plancher, avec un emballage plastique de récup - mais ça ne semble pas efficace, et j'ai du lester un peu l'emballage (peut-être contient-il encore des bulles d'air, ce qui n'est pas acceptable).
J'ai maintenant un accès limité au bas de la cuve - il faudra surement que j'y plonge un jour, mais je ne suis pas pressé.
Pierre

[m_you49]

Salut.
Le retour capteur serait mieux dans le tiers bas à mon avis.
@ +

[Guinebault]

Bonjour,

Tout à fait d'accord, il faut que le retour soit au minimum au 2/3 bas, l'eau ira se placer naturellement au niveau qui correspond à sa température d'entrée.

Daniel.

[dopra]

salut
ça a chauffé correctement quand ya eut le coup de froid?
-15 a barnave
nous on chauffe aux granulés, mais pour celui qui a de la place ton install est très intéressante.
a quoi sert la poche gonflable,a faire varier la température de puisage?
si tu as besoin d'un coup de main et que je suis libre, je serai curieux de voir ton install
a+

[ROCHA 84]

bonsoir

Sur mon installation le retour plancher( à 22/25 °C ) est situé tout à fait en bas du ballon. Cela me permet de fonctionner quasiment en psd puisque je charge le plancher durant la journée et accessoirement le haut du ballon s'il y a un excédent de calories. Pour la nuit, l'insert bouilleur prend la relève avec son retour à mi-hauteur du ballon et le départ tout en haut.
Le retour plancher placé au plus bas permet dans tous les cas de figure de ne pas interférer avec l'échangeur du serpentin solaire ni avec l'eau chauffée par l'insert puisque je n'ai pas d'échangeur en partie haute du ballon.

[pf26]

@dopra (un voisin visiblement !)
Je ne sais pas de quel coup de froid tu parles, pour l'instant, j'ai vu du -9°C au plus bas vers mi-décembre..
Pour la poche gonflable, c'est en effet pour faire monter ou descendre la canne de puisage de l'eau qui circulera vers le plancher. La stratification de la cuve fait que l'on peut prélever de l'eau plus ou moins chaude selon la position de la canne. On évite une vanne trois voie et c'est plus performant (et moins cher).
Mais un peu plus compliqué que prévu, car ce "sous-marin" est instable : quand on gonfle assez, il commence à monter. Et la pression dans la poche diminue (moindre hauteur d'eau). La poche augmente ainsi de volume et tend à monter jusqu'en haut immédiatement. J'ai du ajouter une chainette pendue à la canne. La masse de la chainette à soulever augmente lorsque la canne monte - ce qui stabilise. La régul est néanmoins délicate. J'utilise une mini-pompe péristaltique (bidirectionnelle) qui tourne au max 5 secondes chaque minute si la température n'est pas celle souhaitée (et dans le sens qui va bien). Ca semble marcher pour l'instant, mais ça réagit lentement...
Pour une visite, je t'envoie un MP.

@ROCHA: il arrive que mon retour plancher soit sensiblement plus chaud que le bas de cuve (mais je chipote, il s'agit de 5-10°C tout au plus). Cela dit, 5-10°C sur une cuve de 6m3 et pour une maison qui se chauffe avec 1-2kW..
Il faut que je vois un peu comment ça se passe sur un hiver complet pour que je décide ce que je dois faire.
Pierre.

[lebritish]

[quote="pf26"]
Mais un peu plus compliqué que prévu, car ce "sous-marin" est instable : quand on gonfle assez, il commence à monter. Et la pression dans la poche diminue (moindre hauteur d'eau). La poche augmente ainsi de volume et tend à monter jusqu'en haut immédiatement. J'ai du ajouter une chainette pendue à la canne. La masse de la chainette à soulever augmente lorsque la canne monte - ce qui stabilise. [/quote]

Bjr,

Juste pr dire que je trouve le coup de la chainette "génial" pr stabiliser le "sous marin". Simple, pas cher mais efficace, comme on l'aime

[jplalaurie]

[quote="pf26"]

Est-ce que quelqu'un a déjà mis en oeuvre un système efficace pour que l'eau des capteurs atteigne effectivement la strate du stockage qui est à la température adaptée (cad légèrement plus froide) ?
[/quote]


bonjour,
bravo pour ce système de réserve enterré.
Concernant la stratification et l'envoi de l'eau solaire "au bon endroit", je m'étais aussi posé la question et ce sujet à été abordé de nombreuses fois sur ce forum.
Il se trouve que je n'ai pas eu le temps d'installer ce que je pensais être nécessaire: vanne thermostatique par exemple et régulation sur le débit solaire.
Curieusement, l'enregistrement des températures m'a permis de me rendre compte que, naturellement, l'eau va se placer au bon endroit toute seule:
Ci-joint un enregistrement de la journée:
- Tant que l'eau des capteurs est à une température supérieure à celle du haut du ballon la partie haute du ballon monte en température.
- Quand la température des capteurs passe en dessous, c'est la partie centrale du ballon qui "engrange" les calories.
Il est arrivé que la partie basse du ballon monte en température, alors que les 2 autres sondes ne varient (pratiquement) pas; ce qui veut dire que l'eau traverse les couches plus chaudes sans se mélanger.

Je charge les ballons (2200 + 1000) par le haut . Aujourd'hui, j'ai démarré à 600l/h pour terminer à 400.

Alors? est-il nécessaire de se torturer l'esprit pour faire ce qui se fait naturellement? Mes ballons sont des ballons ordinaires, et cette stratification doit bien se faire dans d'autres installations.
Bien sûr, j'installerai la régulation du débit pour mieux optimiser, mais je ne pense pas qu'il soit utile d'en faire plus.

[pf26]

Bonjour,
Merci de votre retour d'expérience. Pouvez vous préciser comment sont montés vos 2 ballons, où sont les sondes.. bref, un petit schéma, (avec si possible le diamètre d'entrée dans le ballon du retour capteurs) ?
Les sondes capteurs sont-elles de contact sur tuyau (elles semblent indiquer une température plus faible que ne l'est le fluide) ? Pouvez vous estimer à combien de degrés de plus (que la mesure) se trouve le fluide en sortie de capteur ?
Il me semble que la montée en température observée en milieu de ballon peut être due à la descente de l'eau (plus chaude en haut) dans les ballons du fait que l'on puise en bas et remet l'eau en haut.
De mon coté, il y a 3 retours capteurs différents qui arrivent chacun avec un PER de 13/16mm au milieu de la cuve. Durant les belles journées, pas de soucis car la régul ajuste les débits pour que le retour capteur soit un peu au dessus de la température de la couche haute du ballon (la consigne = T°C couche haute + 6°C * Débit capteur actuel (en %), ce qui signifie qu'on réduit la consigne de température lorsque le débit capteur est faible) .
En revanche, avec des nuages, le débit se cale au minimum mais la température d'arrivée dans la cuve est inférieure à celle de la couche haute. Et je vois alors nettement le mélange qui fait que la couche haute refroidit (lentement certes, mais c'est toujours désagréable). Le phénomène est d'autant plus marqué que je ne coupe la circulation que lorsque l'arrivée cuve est inférieure à la température du bas de cuve +0.5°C seulement (ce qui me permet de tourner avec seulement 150W/m² de soleil et de gagner quelques centaines de watts à 25°C environ..)

Il vaudrait peut être mieux que mes arrivées capteurs dans la cuve soient regroupées et proches d'une paroi pour que l'eau descende gentiment se placer à la strate correspondante à sa température.. Je ferai des essais un jour.
Pierre.

[jplalaurie]

bonjour,

Voici quelques précisions:
les ballons:
Je dispose de 2 ballons montés en parrallèle l'un de 1000l (B1) l'autre de 2200l (B2). Ils sont alimentés par le haut avec des tubes multicouche de 25. Le retour se fait par le bas avec des tubes de même diamètre. Ils sont connectés à un échangeur. La pompe qui assure la circulation devrai à terme moduler sa vitesse en fonction de la température du stock.
Le circuit primaire sur les capteurs tourne à vitesse constante et en permanence tant qu'il y a du soleil.

Les sondes:
ce sont des sondes DS18B20 de type 1wire. Elles sont disposées dans un tube cuivre et fixées par un adhésif sur la paroi des ballons en haut, milieu et bas. J'en ai 2 intermédiaires sur B1 (1/4 et 3/4) mais qui sont HS pour l'instant.
J'ai des sondes identiques dans chaque capteur (10 panneaux en parallèle et en autovidange) dont seulement 5 sont opérationnelles.
Comme vous le remarquez justement, j'ai un petit soucis de cohérence entre les "sondes capteur" et la "sonde ballon haut". Une sonde PT1000 de la chaudière m'affiche pour le ballon 3° de moins (mais celle-ci je ne peux pas l'enregistrer). J'ai une présomption d'une meilleure exactitude des sondes capteurs, car les 5 donnent les mêmes informations.

Interprétation du graphique:
Avec un débit de 600l/ h, les deux ballons ayant une capacité de 15l/cm (5 + 10), le "front d'eau chaude" se déplace vers le bas de 40cm en une heure.

Il me semble que la montée en température observée en milieu de ballon peut être due à la descente de l'eau (plus chaude en haut) dans les ballons du fait que l'on puise en bas et remet l'eau en haut.

- si les conditions solaires de départ se maintiennent, la sonde du milieu va réagir au bout de 2h-2h30 et monter à la température du haut de ballon: dans ce cas il n'y a pas de perturbation et la stratification se fait normalement. Il est possible que ce soit le cas sur mon exemple (mal choisi!)

- si les conditions solaires changent (soleil voilé, baisse d'intensité, nuages) le maintient du débit fait que la température de l'eau baisse au dessous de celle du haut du ballon. Dans ce cas, je vois assez rapidement la sonde du milieu monter, alors que le haut ne bouge presque pas. Sur d'autres graphiques, j'ai pu remarquer la courbe du haut faire un palier, celle du milieu grimper, puis celle du haut repartir à la hausse.

Je ne vise pas les hautes températures et j'essai d'obtenir 48-50° quand les conditions sont favorables, en baissant le débit si nécessaire, le but étant de rester au dessus de ma température retour radiateurs de l'ordre de 34-38°.

Actuellement j'injecte l'eau solaire dans le chauffage au niveau de la distribution mais je suis obligé de limiter si l'eau de départ n'atteint pas la consigne.
Je prévois l'injection sur le "retour bouteille de mélange" comme sur le schéma joint, ce qui me permettra d'utiliser toute la réserve jusqu'à Tretour radiateur.

Quel débit avez-vous sur l'ensemble de vos capteurs? Et quelle régulation sur le débit?

[pf26]

[quote="jplalaurie"]
- si les conditions solaires changent (soleil voilé, baisse d'intensité, nuages) le maintient du débit fait que la température de l'eau baisse au dessous de celle du haut du ballon. Dans ce cas, je vois assez rapidement la sonde du milieu monter, alors que le haut ne bouge presque pas. Sur d'autres graphiques, j'ai pu remarquer la courbe du haut faire un palier, celle du milieu grimper, puis celle du haut repartir à la hausse.
[/quote]
Dans ce cas, je crois également que votre eau chaude va elle-même bien se positionner. Pourtant la mise en parallèle des 2 ballons me semble défavorable: l'eau tiède (moins chaude que la strate haute) pourrait descendre dans le ballon B1 plutôt que de passer d'abord dans la liaison horizontale, avant de descendre rejoindre sa strate dans B2. Je pense que c'est des questions de vitesse, et peut-être de présence d'une paroi qui aide à guider le flux ?
Pour les sondes, c'est étonnant des DS18B20 au contact d'un ballon et donnant une valeur sur-estimée.
Pour ce qui est du débit dans mes capteurs (3 branches séparées), la régulation comprend pour chaque branche une sonde capteur (sondes contact peu fiable qui ne sert qu'à lancer le remplissage) et une sonde à l'arrivée dans la cuve. Les sondes d'arrivées (fiables, car dans le flux d'eau) sont utilisées pour faire varier le débit et atteindre une valeur de consigne définie (calcul dans mon message précédent).
Cette régulation est difficile, car le temps de réponse est élevé (et variable selon le débit). Ma régulation intègre l'écart à la consigne durant 1 minute, ajuste le débit selon l'écart, et attend 1 minute avant d'intervenir à nouveau. Cette durée est diminuée lorsque le débit s’accroît. Lorsqu'il y a des alternances trop rapides de nuages, ça ne suit pas, mais globalement, ça marche.
Le débit de chaque branche varie de 100 à 600 l/h (estimation basée sur la vitesse de descente des strates).
Pour votre cas, il me semble intéressant de varier à la fois la pompe primaire (capteurs) et secondaire (après l'échangeur), de manière à augmenter le rendement capteur et surtout baisser les consos de circulateurs.
Pierre.

[jplalaurie]

[quote="pf26"]
j'ai mis 2 colonnes de 8 capteurs de températures pour l'observer (chaque 20cm de haut et un de plus à 10cm sous la surface). [/quote]

Tu n'as vraiment pas lésiné. Avec tous ces capteurs ne peux-tu pas sortir un graphique?
Mes 3 capteurs sur les ballons sont bien insuffisants pour analyser de près ce qui se passe vraiment. De plus la paroi métallique diffuse et la sonde ne peut refléter que la tendance d'une zone.
Pour illustrer mon propos d'hier, j'ai fait un test aujourd'hui en démarrant la circulation plus tôt 09:50 à petit débit (300l/h) puis en laissant un débit max (820l/h) à partir de 10:40.(2)
Le ciel est devenu nuageux à partir de 12:20 pour se couvrir complètement. J'ai arrêté la pompe à 14:16.
En première phase(1), la température du haut baisse. La masse d'eau supérieure se décale vers le bas et atteint le niveau de la sonde milieu qui monte légèrement.
En (3) petite remontée due au pic des capteurs avant l'ouverture du débit. Il y aurait un décalage comme tu l'indiques précédemment.
en (4) arrivée des nuages. Il y a 1h40 que le débit est à 820l/h: il est donc passé 1350l qui ont été soutirés par le bas. Celà explique la remontée en température du bas du ballon.
Entre (4) et (5) on voit bien que le haut du ballon est plus sensible à l'eau qui entre plus chaude qu'à l'eau qui entre plus froide, selon les variations solaires.
Concernant la liaison entre les 2 ballons, il est vrai que celle ci aurait été plus pertinente par les 2 sommets. Le premier ballon (1000) qui reçoit l'arrivée d'eau est bridé à sa sortie mais de manière empirique.
cordialement.

[pf26]

[quote="jplalaurie"] Avec tous ces capteurs ne peux-tu pas sortir un graphique?[/quote]
Si si.. ça doit être possible. Les données sont toutes enregistrées.
Mais les courbes ne sont pas aussi jolies que les tiennes, car je sauve des moyennes à 10 minutes d'intervalle. Et lorsque le temps est mitigé (cas qui nous intéresse), les variations ne sont pas nettes.
Finalement, j'ai l'impression que ce n'est pas très différent de chez toi. Les couches hautes baissent de 2°C au maximum, et le milieu se réchauffe un peu plus. Mais pour moi, perdre 2°C en haut est important, car l'hiver, je varie entre 20 et 35°C à peine dans le stock, et il faut 26-29°C au départ plancher pour chauffer la maison. Il n'y a pas d'appoint dans le stock, juste une mini PAC de 300W électrique qui permet d'ajouter une petite dizaine de degrés à l'eau qui part vers le plancher.
J'essayerai de mettre au propre des graphiques si j'ai le temps..

Pierre.

[pf26]

Bonjour,

J'ai mis un exemple de courbes mesurées ici :
http://aurel-positive.over-blog.fr/
Le fichier des mesures de début 2013, sous XL, est accessible ici :
http://omegawatt.fr/paille/solt1.zip

Je ne suis pas encore satisfait de fonctionnement lorsque le soleil est mitigé. Je pense revoir l'arrivée capteur dans la cuve pour améliorer la stratification. Ou plus exactement éviter le mélange lorsqu'on arrive plus froid que les couches hautes. Il est vrai que ma problématique est un peu particulière du fait que je stocke la chaleur sur plusieurs jours, avec parfois une couche supérieure restée à 35-40°C (que je ne souhaite pas refroidir pour améliorer la couverture ECS et pouvoir l'utiliser plus tard) tout en réchauffant et utilisant le bas de cuve, autour de 20-25°C pour assurer le chauffage.
Pierre.