Brancher intelligemment plusieurs énergies sur un ballon

[j2c]

Bonjour,

Je suis toujours au stade d'étude de ma nouvelle installation qui se fera en plusieurs étapes.

J'ai 3 énergies différentes avec des disponibilités temporelles différentes;
* le Gaz : le plus cher, dispo immediat et tout le temps
* le bois : moins cher, mais faut être présent dans la maison et allumer la cheminée
* le solaire : "gratuit", mais dispo que quand il y a du soleil.

Dans un premier temps, l'énergie gratuite sera absente ;. faut de temps et de budget pour la mettre en place.

Je souhaite utiliser un seul ballon pour amener ses 3 énergies;.. et profiter de la stratification au maximum.

Mon idée, est de brancher l'appoint GAZ en haut du ballon, afin de minimiser le stock de chaleur qu'il génère : il faut que le chauffage puise tout de suite ce qui est produit (ou faire comme s'il y avait une bouteille casse pression à la place du gros ballon)

Ensuite, brancher le bouilleur sur le tiers haut du ballon;. afin de stocker la chaleur sur ce volume (et permettre une montée en température du bouilleur "rapide";.. et profiter des calories dans les heures qui suivent la chauffe); Je vise un stockage sur quelques heures.

Enfin, brancher le solaire sur toute la hauteur; (ou sur les 2 tiers bas). Pour permettre aux panneaux de tirer le maximum du soleil même quand le feu tourne;



Voici un shéma de principe de l'installation, il n'y a pas les élements de sécurité;. et de régulation.

Pour le chauffage, je pensait me repiquer en haut, et au milieu. Afin que le retour tiède ne vienne pas perturber le solaire.


Quelques chiffres :
* maison de 105m2 dans la somme.
* isolation initiale : double peau composé de brique rouge, vide, beton
* isolation intérieur : 15cm de laine de verre
* double vitrage

Puissance de la chaudière (pas encore achetée : entre 19kW et 22)
Puissance du bouilleur : 10Kw eau, 9Kw air.
Projet solaire : 6 à 8 panneaux de 2,5m2 orienté plein sud avec un masque solaire le matin;
Le chauffage se fera avec une régulation climatique sur 3 à 4 circuits. Privilégiant la consommation régulière des calories;. et le chauffage à basse température; Les radiateurs sont en fonte. Le pilotage se fera à l'aide de 3 voies motorisées.

Je projete l'achat d'un ballon de 1500L voir 2000L

Mes questions :
* vois-je trop grand en terme de ballon ?
* produire le solaire en bas, et ramener la chaleur des radiateurs au milieu du ballon. Est-ce judicieux ?

[Beone68]

Bonjour,

Je pense qu'il faut faire les choses par étapes:
- ballon chauffage / ECS / mixte ?
- estimation des besoins de chaleur / ECS ?
- Dimensionnement des sources de chaleur
- Dimensionnement du/des ballon/s
- Choix du ballon (modèle et donc nombre et positionnement des piquages)
- Choix des piquages

Quelques remarques préliminaires:
- Il me semble que 20kW pour la chaudière et le bouilleur est un poil (poêle ?) surdimensionné pour 105m².
- Le dimensionnement du ballon va de pair avec la puissance et la charge de bois du bouilleur: par sécurité, il faut que le ballon puisse stocker l'équivalent énergétique d'une charge de bois sans partir en vapeur.
- Si le ballon est trop grand, tu risques de devoir surchauffer la maison pour obtenir de l'eau suffisamment chaude si production d'ECS (ou prévoir une stratégie pour stratifier l'eau chaude du bouilleur). Il faut choisir un poêle avec le maximum de transmission à l'eau. Avec 9kW à l'air, vous allez juste mourir de chaud la majorité du temps, sauf si toute la maison est décloisonnée et l'air chaud peut aller dans toutes les pièces, et encore.
- le positionnement des piquages va dépendre étroitement de la conception du ballon: ballon simple / ballon avec serpentin(s) échangeur(s) / ballon avec stratification / ballon combi avec production d'ECS instantanée / etc. Le positionnement des sources de chaleur ne pourra se faire qu'une fois le ballon choisi, d'après dimensionnement, et la stratégie de production/consommation de chaleur définie.

J'ai passé beaucoup temps à réfléchir et optimiser le ballon et les branchements sur mon projet. Ce n'est pas simple car il y a toujours des contraintes techniques qui font qu'on ne peut pas se mettre dans la configuration idéale / projetée. Tu peux jeter un oeil sur la genèse de mon projet: http://forum.apper-solaire.org/viewtopi ... =14&t=5884
Et voici le schéma final:

J'ai juste positionné les vannes pour optimiser la stratification solaire de manière différente, avec des vannes motorisées, une régulation et un bouclage du circuit solaire pour éviter l'apport d'eau froide au démarrage, comme mes lignes solaires sont très longues.
Comme tu peux le voir, les piquages sont dépendant de la conception du ballon, avec chez moi une cheminée et une plaque de stratification sur la moitié basse du ballon tampon. Il y a juste le départ d'eau froide vers le poêle bouilleur que j'aurais du positionner plus haut, car avec l'expérience, je me suis rendu compte que je ne charge jamais tout le ballon tampon et que du coup j'aurais pu prendre l'eau plus haut, ce qui m'aurait donné de l'eau plus chaude ou plus d'eau chaude produite par le bouilleur.

a+
Beone

[j2c]

Merci pour cette réponse détaillée.

Je vais reprendre quelques points :

J'ai acheté une cheminée bouilleur... et ton commentaire me fait remarquer;.. que j'aurais pas du; La maison est très cloisonnée;
Le revendre ne va pas se faire sans perte.. le truc a été massacré par le précédent proprio, et je ne m'en suis pas aperçu tout de suite.
J'ai également acheté un habillage de cheminée; Dans tout les cas, ça se revend.

Ca va se compliquer de trouver un poele bouilleur en cette saison;

La chaudière visée est une chaudière condensation dont la puissance varie de 5 à 22kw en fonction de la demande.
La chaudière actuellement en place a une bruleur gaz de 45Kw;..

L'ECS sera produit dans un ballon solaire indépendant de 300L. L'appoint sera fait uniquement avec la chaudière gaz.

En hiver, Il y aura une priorité au chauffage, et préchauffage ECS. En été, il y aura des casquettes sur le haut des panneaux, afin de buter leur rendement; Voir couverture de la moitié des panneaux (Je pense gérer 2 champs solaires... pour limiter le masque solaire matinal, et pour permettre de gérer la surchauffe estivale en recouvant un des 2 champs.)

J'avais déà regardé ton CR, il va falloir que j'y retourne; Il m'avait plu à l'époque;

[youn260]

bonjour
####je viens de voir c'est le plan de beone######
j'ai a peu près cette configuration avec une chaudière bois,fuel,pac o/o,solaire ther (50m²)
c'est pas mal
au premier coup d'oeil
pour les panneaux thermique
pas la peine de mettre une vanne 3 voies ni de brancher sur le serpentin haut
en hiver le haut est toujours plus chaud du coup on récupère aucunes calories solaire
il faut prendre la température au plus bas de façon a ce que le solaire thermique chauffe le retour des planchers chauffants
l'idéal serait de mettre les panneaux avec une 3 voies sur le plancher quand les panneaux sont a 25/30° et que la réserve est a 40°
j'ai peut ètre du mal a expliquer mais des plus calés que moi peuvent confirmer
bon peut ètre inutile de tout démonter exprès comme c'est monté ça marche aussi
on a toujours tendance a essayer d'améliorer
pareil pour la pac pas utile de la faire déboucher en haut du ballon
il faut garder a l'esprit qu'il faut une zone froide sur le retour pour profiter de calories du soleil d'hiver et intersaison

cdlt

[lebritish]

Bjr,

Pour le chauffage, je pensait me repiquer en haut, et au milieu. Afin que le retour tiède ne vienne pas perturber le solaire.

Mes questions :
* produire le solaire en bas, et ramener la chaleur des radiateurs au milieu du ballon. Est-ce judicieux ?

La réponse est NON !
Je vois souvent ce questionnement. Le retour du consommateur le plus froid (donc si j'ai bien compris tes radiateurs fonte) doit se faire en bas.
Sinon le bas du ballon en sert à rien. Autant prendre un ballon plus petit. Si le solaire te chauffe le bas du ballon mais que personne ne vient consommer ces calories alors c'est en pure perte. Enfin si ça chauffe un peu le garage

A+

Thierry

[vile-coyote]

meme chose, et je compléterai par l'expérience,

avec des radiateurs comme consommateurs tu dois fabriquer une machine à eau tiède,
car le volume sera brassé en permanence,
inutile donc de croire en la stratification naturelle, hormis pour la production solaire.

rapproche toi de mon compte rendu, couplage pac géo avec panneau solaire préchauffage ECS et chauffage piscine,

pour le volume, plus il y en a mieux c'est,
et quitte à faire de l'ecs solaire ( avec les contraintes d'absence de production parfois, et les panneaux dédiés)
je privilégierai un système combiné, avec ballon intégré, ou externe avec gestion de priorité de flux solaire.
et derrière un chauffe eau électrique en série pour atteindre les degrés manquant.

en fait, je referais exactement de la même manière 12 ans après.

[j2c]

Merci pour vos retours;

J'oubliais un truc concernant la surface.

On a 105m2 théorique... sur 3 circuits de chauffage.
Le 4ème va ajouter 40m2 dans 3 ou 4 ans (aménagement du grenier).
Et on a également une dépendance qu'il faudra préchauffer en hiver : notre buanderie;

La veranda était chauffée quand on est arrivé dans la maison : j'ai réutilisé le radiateur dans une pièce défavorisée de la maison (la pièce la plus froide), afin de permettre de tourner à plus basse température.

Le british, je pensais que dans un ballon tampon, la chaleur montait: donc si le solaire produit en bas du ballon, ça va monter dans le reste du ballon ? NON ?

Le seul consommateur est le circuit de chauffage (qui risque de sortir de l'eau tiède en moyenne saison;)
J'ai peur que ce retour tiède ne réchauffe le bas du ballon.. et du coup empèche le démarrage du solaire;

J'ai des notions qui me manquent pour m'imaginer le fonctionnement de l'ensemble.

Je vais aller relire vos CR ;)

[Beone68]

Le british, je pensais que dans un ballon tampon, la chaleur montait: donc si le solaire produit en bas du ballon, ça va monter dans le reste du ballon ? NON ?

Le seul consommateur est le circuit de chauffage (qui risque de sortir de l'eau tiède en moyenne saison;)
J'ai peur que ce retour tiède ne réchauffe le bas du ballon.. et du coup empèche le démarrage du solaire;

Bonjour,

Oui, l'eau chaude monte, dans une certaine mesure, comme sa densité est plus faible que l'eau froide. Néanmoins, la puissance d'un circulateur est largement supérieure à la puissance de convection, d'où la problématique pour le réseau de chauffage.
Une fois encore, ça va dépendre de la technologie du ballon. Si tu prends mon ballon, il y a une tôle de séparation à mi-hauteur + une cheminée de stratification dans la partie basse. Dans mon cas, j'ai le retour tiède des émetteurs de chaleur "poussé" par le circulateur qui revient dans cette cheminée. Donc si l'eau est plus chaude que l'eau du bas du ballon, elle va naturellement remonter dans la cheminée sans se mélanger avec l'eau froide du bas du ballon ni casser la stratification. Le retour d'eau froide du ballon ECS revient plus haut, car je n'ai qu'un piquage sur la cheminée de stratification, mais c'est moins critique car l'eau arrive par thermosiphon, donc avec des débits faibles, et il y a un déflecteur face au piquage pour que l'eau ne soit pas envoyée horizontalement.

Comme je le disais plus haut, savoir où se brancher sur le ballon n'est pas primordial dans un premier temps. D'abord dimensionner et choisir le matériel. Il y a des ballons très très bien conçus, mais le portefeuille ne sera peut-être pas d'accord. Il faudra faire des concessions.

a+
Beone

[j2c]

Tu as foutu un sacré bordel dans ma tête ...


... et tant mieux; Car tant que l'installation n'est pas en place, on peut encore tout casser dans la tête.. ça ne coute pas très cher; Sauf pour la cheminée .. où ça me fait chier;
Mais tu as mis le doigt sur un truc relativement grave;

Il falloir que je revende la cheminée bouilleur + l'habillage, et que je me trouve un poele bouilleur; (la difficulté, c'est qu'il va falloir acheter un par-flamme et une nouvelle plaque de cheminée.. pour tout revendre;.)

Il me semble que les poele ont un meilleur ratio air/eau que les cheminée.

Pour le ballon tampon, je serais parti sur l'un des deux :

https://boutique-solaire-diffusion.eu/b ... s1500.html
https://boutique-solaire-diffusion.eu/b ... s2000.html

Je file les infos au compte goute, car elle me reviennent;

La puissance pour chauffer ma maison une fois isolée tourne entre 7000w et 10000w d'après mes calculs (voir mon autre topic)

La puissance radiateur installée dans la maison 10kw au RdC et 9kw au 1er. C'est pour un régime 70-50.

Vu la puissance installée, si on passe en basse température, on se retrouve avec 7000w de puissance de chauffe dans la maison;

Le producteur de chaleur gaz est surdimensionné afin de permettre la production d'eau chaude en hiver.

Le bouilleur, je l'avais surdimensionné afin de pouvoir charger le matin et le soir ainsi que 2 ou 3 fois le WE.. et laisser le ballon stocker/lisser/redistribuer.

Sauf que j'ai sous estimé l'importance de son rayonnement. En pleine charge, on va surchauffer le RdC..
En inter-saison, notre veranda apporte une chaleur considérable.

[j2c]

Ce poele bouilleur semble plus approprié à ma maison :
https://www.topchaleur.com/poele-a-bois ... vesta-plus

[lebritish]

Bjr

Ce poele bouilleur semble plus approprié à ma maison :
https://www.topchaleur.com/poele-a-bois ... vesta-plus

Taille des bûches de ce poele: 30cm
c'est de l'esclavage ! calcules le nb de bûche(tte)s à mettre ds le poêle pour chauffer rien que 1000l de 25 à 70°C Et vu que tu ne peux en mettre que 4 à la fois faut vraiment être devant toute la journée. Sinon la chaudière bois bûche ça te dit pas ? Et puis comme ca tu vires le gaz. Avec 200€ d'abo par an le gaz est devenu une énergie très chère. Perso j'ai chauffé tout l'hiver une maison en pierre dont la moitié n'est pas isolée du tout (même le toit) pour 240€ de bois (8 stères) Ma chaudière est même capable de démarrer toute seule (grâce au MAXISUN)

Pour en revenir au branchement du retour des radia. Ils faut bien le mettre tout en bas du ballon. Sinon qui va venir refroidir le bas de celui ci ? ces pertes propres donc ton solaire démarre plus souvent mais l'énergie n'est pas utilisée ds la maison

A+

Thierry

[Beone68]

[…]
Taille des bûches de ce poele: 30cm
c'est de l'esclavage ! calcules le nb de bûche(tte)s à mettre ds le poêle pour chauffer rien que 1000l de 25 à 70°C Et vu que tu ne peux en mettre que 4 à la fois faut vraiment être devant toute la journée. Sinon la chaudière bois bûche ça te dit pas ?

Bonjour,

Je l'ai déjà écris plusieurs fois, mais je peu encore l'écrire
Le poêle à bois n'est pas forcément un esclavage. Ca dépend des consommations. Dans mon cas, avec solaire et bois, je mets 4 bûches de 25cm le matin, puis 4 bûches en rentrant le soir vers 18h. S'il a fait couvert et froid (en décembre par exemple), il peut m'arriver de rajouter 4 bûches dans la soirée ou avant d'aller me coucher (si les nuits sont très froides - rappel: j'habite en Alsace à 360m d'altitude donc pas vraiment un climat méditerranéen).
Tu parles d'un esclavage !
De plus, j'ai un petit boitier électronique qui gère la combustion (la position des manettes d'air) et sonne lorsqu'il faut remettre du bois. Pas besoin de rester devant. J'allume et je m'en vais. Si l'allumage se passe mal, il me sonne aussi après 20 minutes.

Mais effectivement, la chaudière à bois est également une option à considérer, en fonction de la consommation. Il faut quand même voir que ce n'est pas le même usage. Dans le cas de la chaudière, on a un gros truc moche (donc à la cave) qui chauffe principalement de l'eau. Dans le cas du poêle bouilleur, on a un poêle à bois qui chauffe une pièce de vie (plaisir de la flamme, tout ça) et qui de plus envoie également de l'eau chaude dans le circuit.
Ce n'est pas la même philosophie.

a+
Beone

[j2c]

Salut,

Alors je ne vais pas virer le GAZ.. mais simplement m'en servir le moins possible.

On m'a suggéré un appoint électrique. Chez moi, c'est hors de question. Je ne veux pas faire de l'eau chaude avec de l'electricité. C'est plus cher.. et c'est une énergie noble.
Et le jour où j'ai besoin de l'appoint ... c'est le jour où les énergies renouvellables sont le moins disponible;.. donc ça participera à consommer nucléaire;
Le gaz, ça se stoque.

Pour le gaz, chez GDF, il y a 2 abonnements :
* un pas chère, avec des kwh plus cher
* un cher, avec des kwh moins cher (préférée pour ceux qui consomment plus de 6000kwh/an)
La différence d'abonnement est telle que .. je vais partir sur la première offre. On peut basculer en cours d'année au besoin;
On a un gazpar.. donc les mois d'été, on ne payera que l'abonnement et le 0.1m3 dédié à la cuisson;
Quand j'étais en RP, j'arrivais à lisser les conso sur l'année... car en été, on me préfacturait des conso pour l'hiver; (Astucieux chez GDF;. pour placer de l'argent).

Dans ma chaufferie, il y a la place pour une chaudière murale, et une chaudière sol.
Je n'ai pas le budget pour tout installer maintenant.
Donc on part sur l'installation gaz en priorité... car le gaz va nous permettre de gérer le chauffage quand on est pas là; (période de vacances).
Rappel : au début il n'y aura pas de solaire.

Mon beau père m'a conseillé de conserver le gaz en plus d'une autre énergie....
Dans un 2ème temps, il y aurai une chaudière à pelets ... mais ce genre de truc... c'est bien quand ça marche. Mais quand ça marche pas.. les installateurs sont rares... et les pièces difficiles à trouver.. Et se retrouver sans chauffage en hiver;. C'est niet;

Si la conso gaz est très basse, j'envisagerai de me déconnecter du réseau, et partir sur des bombonnes de gaz. L'avantage c'est que ça coute à l'achat.. mais l'abonnement ne file pas pour rien tous les mois.. L'inconvénient.. c'est qu'il faut se taper la corvée des bouteilles de temps en temps.

Chaudière bois, ce n'est pas envisageable chez moi :
La chaufferie est sur un demi étage, et monter des buches... va finir par me tuer; (j'ai un dos fragile)
La chaufferie est dans une grange qui sera fermée à clé; Je serai le seul à y avoir accès. Je ne peux pas demander à ma femme d'aller chercher la chaudière.

J'étais parti pour une cheminée bouilleur, car
* il y en avait une dans la maison;
* j'en ai trouvé une sur le boncoin pour 900€ avec plein d'accessoires inutiles;. et un corps de chauffe bistré, une plaque de cheminée fendue... (je n'ai vu tout ça qu'après avoir acheté la cheminée;. et ramenée chez moi à 200km de là...)
* j'aaaaaaaadoooooore les souchis;.. euh voir le feu ....

Finalement, on partira sans doute sur un poele.. car une cheminée a un rapport air/eau qui n'est pas adapté à notre maison.
L'autre avantage, c'est que ça prend moins de place, et le tuyautage sera plus facile .. ainsi que le tubage Avec accès ramonage.

L'inconvénient, c'est qu'il va falloir remettre en état la cheminée.. et la revendre; Et vu les dégats qu'il y a dessus, je ne vais pas pouvoir récupérer l'investissement que j'ai fais dessus.

Pour la taille des buches.. j'avais initialement prévu une cheminée pour charger avec du 50.. (c'est moins cher à se faire livrer).. et plus efficace.
L'inconvénient des grosses buches;.. c'est que ça prend pas mal de place à coté de la cheminée;
Et la manutention ne pourra pas se faire par ma femme.


Pour le fonctionnement du ballon.

J'ai eut une ilumination ce matin; Vous me direz si je suis encore dans le faux... car bon sang que c'est complexe de voir fonctionner la convection et la stratification d'un ballon;


Avec mon branchement initlal. Je prend un exemple :

Le haut du ballon est à 45°
Le bas du ballon à 15°
Le retour chauffage à 25° (donc plus chaud que le bas du ballon) Le départ chauffage est prémixé en fonction de la position de la 3 voie.. mais ça n'a pas d'importance.

Il y a du soleil dehors, et la régulation fait son taf. L'eau de retour solaire tourne autour des 25°

Cette température va permettre d'élever le bas du ballon autour des 25°.

C'est coool, on a un bas de ballon à 25°;
En absence de source de chaleur extérieur, on se retrouve avec un ballon qui va se remplir à 25° de bas en haut. Et la puissance chauffage va tomber à 0;


Je prend maitnenant un branchement toute hauteur.

Le haut du ballon est à 45°
Le bas du ballon est à ... 25° : la température du retour chauffage
Le retour chauffage est à 25°

Il y a du soleil dehors, la régulation fait son taf, on va un peu moins exploiter le soleil vu qu'il tourne un peu plus haut en température (on va iradier par les vitres).
Le retour solaire va tourner autour des 35° malgré tout. (avec un débit sans doute un poil plus faible..)

Le bas du ballon va progressivement remonter en température autour des 30°... (un mix entre les 35° solaire et les 25° d'apport froid du radiateur)

On a donc potentiellement 5° d'utilisable dans le chauffage en absense de sources de chaleur;

CQFD.

Comme quoi, des coups de pieds au cul ça fait du bien.

[j2c]

En occas.. j'ai trouvé ça

https://www.leboncoin.fr/bricolage/1761781263.htm/

Je ne sais pas quel est le rapport air-eau. Il est donné pour 4 à 12kw

[lebritish]

Bjr,

Le poêle à bois n'est pas forcément un esclavage. Ca dépend des consommations. Dans mon cas, avec solaire et bois, je mets 4 bûches de 25cm le matin, puis 4 bûches en rentrant le soir vers 18h.

Il me semble que tu mélanges la cause et la conséquence.
Ton raisonnement:
J'ai un besoin faible donc je mets peu de bûches donc ce n'est pas contraignant.
Alors qu'il faut partir du besoin. Le nb de bûches dépend UNIQUEMENT du besoin. J2 a besoin de 10kW pour chauffer sa maison, combien de temps vont tenir 4 bûches de 30cm ? et je parle même pas de faire de l'accumulation pour le nuit et/ou le lendemain.
Je ne vends pas de chaudières bois mais il faut être réaliste sur le besoin

Félicitation à toi Beone68 pour avoir un besoin aussi faible. C'est très bien mais malheureusement c'est pas le cas de tout le monde. Combien de stères consommes tu par an ?

A+

Thierry