Serpentin solaire

[andrebayle]

Bonjour Bricolo38 et Malognes

Avec une cuve carrée, j' aurais fait des serpentins plats, en double épaisseur , pour avoir une surface d' échange correcte, de façon à les placer à la hauteur voulue, dans la stratification.

J' aimerais bien que Malognes éclaircisse plus son idée.

j' ai l' impression soit :

1/ Qu' il y a quelques chose en trop dans ta cuve
2/ Que quelque chose n' est pas à sa place

A+

[bricolo38]

Bonjour
Mais Andre tu parles de serpentins plat mais pour le solaire, sanitaire et chauffage ?

[andrebayle]

Pour Bricolo 38

Je crois que c' est mieux que je te laisse avec Malognes et ceux qui pourront répondre, parce que visiblement il y a qque chose que je n' ai pas compris.

Je suivrai les messages sans m' en mêler, c' est mieux.

[bricolo38]

Salut Andre.
Tu as de bonne idee mais je me demandais pour le serpentin sanitaire et de chauffage s'il fallait les mettre à plats pour les cuves rectangulaires ?

Merci

[Malognes]

Bonsoir

Ci-dessous un petit dessin explicatif.

Le serpentin échangeur solaire (1) pour prendre toute la surface et diminuer les pertes de charge a été subdivisé via 2 collecteurs entrée et sortie.
Les tuyaux de cuivre 15-13 sont en rigide.
Les changements de directions se font par des doubles courbes à souder femelle - femelle (diamètre de courbure environ 4 cm).

Le cône :
Embase à hauteur du tuyau inférieur.
Les inclinées du cône à hauteur du tuyau supérieur pour avoir la plus faible hauteur.
Inclinaison des côtés : 30°

Reprise des calories :
Je suis partisan de reprendre les calories dans tout le volume du réservoir.

Le serpentin sanitaire (2) va débuter à hauteur de la base de la cheminée car l’eau froide entrante est au environ de 10°. Pourquoi aller refroidir exagérément de l’eau chaude ? Et la sortie en haut pour avoir la température maximale.
Construction : collecteurs, tuyaux rigides et pour les changements de direction une courbe mâle – femelle et un courbe femelle – femelle à souder.

Le serpentin échangeur chauffage (3) va débuter à mi-hauteur car en hiver je risque d’avoir un demi réservoir d’eau chaude et les radiateurs ont un retour plus chaud que l’ECS. Il se terminera aussi en haut car je lui donne priorité sur l’ECS.
Construction : idem ECS.

Coût supplémentaire par rapport à la colonne spirale : les collecteurs et les pièces de changement de direction.

Main d’œuvre : une satisfaction personnelle pour un travail que je ne ferai qu’une fois.

Suggestion ?

[andrebayle]

Bonsoir Malognes

Merci pour les explications !!!!!!!!

Bonne nuit

[françois34]

Bonjour Malognes,

Pourquoi ne pas faire les serpentins en spirale, comme d'habitude?


@+

[Malognes]

Pourquoi ne pas faire les serpentins en spirale, comme d'habitude?

Lors de l'échange des calories, la spirale va refroidir l'eau qui se trouve autour d'elle. Que fait l'eau froide par rapport à l'eau chaude : elle descend. Donc tu as un refroidissement important de cette zone (empilement des spires) par rapport au centre qui sera chaud : cela va créer un brassage de l'eau. Et de plus, tu échanges dans du plus froid suite à cette descente de l'eau froide.

Par la subdivision du serpentin qui va prendre tout le volume du réservoir, je vais aussi refroidir l'eau en prenant les calories mais je vais les prendre partout. Cela ne devrait pas entrainer le brassage de l'eau.

Essaie le test de stratification avec les glaçons, le sujet se trouve dans ce forum réservoir à eau morte.

[Bernard (Lyon)]

Bonjour Malogne et les membres du forum

Je n’imaginais pas comme tu l’a décris la répartition des différents serpentins. Je me permets de relancer le débat.

Je conçois effectivement le serpentin solaire sous forme d’une galette en escargot ou de grilles superposées et croisées au centre-bas du réservoir, le tout chapeauté par un cône de stratification avec des ouvertures sur la hauteur pour permettre la libre stratification des eaux selon leur température. Une variante consisterait dans le système à vidange (type Rotex) à mettre le débouché du tuyau d’eau chaude solaire directement sous le cône.

Mais j’envisageais les serpentins consacrés à l’ESC ainsi que celui du chauffage placés en périphérie de la cuve pour que l’eau froide rejoigne le bas par l’extérieur sans se mélanger à l’eau chaude centrale.

La ponction de chaleur se faisant sur la périphérie de la cuve, il me semble que l’eau chaude gardera mieux sa stratification :
- dans un premier temps, le déplacement se fait à l’horizontal du centre chaud vers la périphérie plus froide, ce qui permet de garder la stratification élaborée par la cheminée centrale
- dans un second temps, l’eau se refroidissant de plus en plus, elle rejoint le bas du cône par un mouvement vertical en bordure de cuve, sans se mélanger à l’eau chaude centrale.

Pour éviter que le mouvement vertical ne vienne « polluer » le déplacement horizontal, une double enveloppe périphérique ajourée, véritable équivalent du cône central dans son fonctionnement, aide à ce maintien des couches thermiques.

L’important est d’éviter d’avoir une eau tiède générale dans le réservoir.

Je m’appuis sur les travaux expliqués ici, qui m’ont, je l’avoue, séduit :
http://kheops.champs.cstb.fr/dddsm/Docu ... rI0097.pdf
Avec quelques précisions sur le ballon double enveloppe : http://www.fst.ac.ma/fier/17.PDF#search='l.kenjo%20CSTB'

Qu’en pensent les membres du forum ?

Cordialement

Bernard (Lyon)

[bernard42]

Bonjour,

L’idée de Bernard de Lyon me semble bonne. Rotex aussi a fait évoluer sa stratégie sur le positionnent des serpentins et du retour panneaux.

Si l’objectif est de privilégier le chauffage, il me semble qu’il faut positionner le serpentin chauffage au plus haut comme vous l’évoquiez. Est-ce que toutes vos suggestions ne pourraient-elle pas se traduire par le schéma suivant ? Quen pensez-vous?

Si la cuve est alimentée en calorie par un serpentin, il pourrait se trouver sous le cône.

N’apparaît pas sur le schéma l’évent de purge du système ( technique Rotex), bien sûr au-dessus du niveau d’eau.

Que le soleil soit pour tous,

Bernard (Pas de Lyon).

[Bernard (Lyon)]

Bonjour,

j'ai fait un dessin de ce que j'entrevois pour l'instant de mon réservoir d'eau morte, et la stratification que je lui prête.
Je souhaite vous faire réagir pour obtenir votre avis.
Merci d'avance

Bernard (Lyon)

[Malognes]

Bonsoir à tous,

Vu le dessin de Bernard 42,

Je vais commencer par l'ECS :

On parle ici de l'échange d'un grand volume d'eau pour un bain. Pour un petit volume d'eau, l'échange se fera par conduction.

Le réservoir est chargé à fond en haut chaude.
La prise d'eau froide sanitaire va créer un courant descendant entre les deux parois par refroidissement de l'eau. Nous allons avoir en résumé un échangeur à contre flux par thermosiphon. L'eau froide va s'accumuler au fond tandis que la zone basse de l'eau chaude est entrain de monter (même principe que lors de la prise d'eau chaude pour un boiler deux serpentins).
Au fure et à mesure que l'on prend de l'ECS, le niveau de l'eau froide monte et plus la longueur de l'échangeur diminue. Il faudrait regouper le serpentin ECS en haut pour qu'il soit efficace à 100%.

Le serpentin chauffage est beaucoup mieux placé mais si on a de l'eau plus froide que le retour chauffage un peu plus haut que la base de la double paroi, il n'y aura pas d'échange suffisant voir insignifiant par rapport à la demande car il n'y a pas de mouvements d'eau chaude.

Cette réflexion m'oblige à penser autrement : Il faut partir de cette idée pour base mais il faut mettre les 2 serpentins tout en haut mais ce qui ne me plait pas du tout c'est qu'il faudra gaspiller l'eau la plus chaude de la stratification pour réchauffer de l'eau froide-tiède.

Parfois à chercher le mieux, on obtient l'effet contraire.

Réfléchissons, nous allons trouver le bon compromis.

[andrebayle]

Bonsoir Malognes

Ma mère est originaire d' Audun le Tiche, frontière du Luxembourg.

Cette année je vais l' emmener en visite là haut. Je ferai bien qques Km de plus pour venir te rendre visite ( et à ta cuve aussi !!! ), si tu permets.

Le moment venu, je t' en reparlerai.

Bonne nuit

[Malognes]

Rebonsoir,

Pour Bernard de Lyon,

Je suis d'accord pour ton premier dessin sauf que l'incliné du cône ne doit pas être ajouré car il va y avoir des passages d'eau chaude qui vont créer des turbulences d'où eau tiède.

Pour le deuxième dessin, tu montres bien le phénomène de convection de l'eau qui va se produire dans ton réservoir : l'eau froide descend, l'eau la plus tiède à la plus chaude monte et elles se déplacent latéralement et ainsi de suite.

Bonne nuit à demain.

[bernard42]

Bonjour,

Je partage ton analyse Malognes, mais sans comprendre tout à fait ta conclusion (je ne maîtrise les effets thermiques, leurs tenants et aboutissants…..).

« La prise d'eau froide sanitaire va créer un courant descendant entre les deux parois par refroidissement de l'eau. Nous allons avoir en résumé un échangeur à contre flux par thermosiphon. L'eau froide va s'accumuler au fond tandis que la zone basse de l'eau chaude est en train de monter (même principe que lors de la prise d'eau chaude pour un boiler deux serpentins).
Au fur et à mesure que l'on prend de l'ECS, le niveau de l'eau froide monte et plus la longueur de l'échangeur diminue. Il faudrait regrouper le serpentin ECS en haut pour qu'il soit efficace à 100%. »

Accumuler l’eau froide au fond sans la mélanger, n’est ce pas ce que l’on recherche ? Faut-il trouver un compromis en ne descendant pas le serpentin ECS jusqu’en bas ? D’un autre côté, L’eau froide ECS est fournie à 15°C et l’amener au plus bas semble logique pour ne pas perturber la stratification.

« On parle ici de l'échange d'un grand volume d'eau pour un bain. Pour un petit volume d'eau, l'échange se fera par conduction. »

C’est peut-être là que je n’ai pas tout compris…… Tu crains que l’échange calorique soit moins bon dans le cas de puisage rapide et important par diminution de la surface d’échange du serpentin? Si c’est le cas, on peut se rassurer en pensant que les calories du ballon ne sont pas perdues et serviront pour un puisage ultérieur ? Mais c'est l'énergie d'appoint qui founira les calories malheureusement.
Faut-il jouer sur le volume de ce serpentin ECS (l’augmenter) pour disposer d’un volume toujours prêt à l’emploi plus important ?
Ou changer le ratio de volume sur la hauteur( Exemple 5 litres dans le tiers inférieur, 10 litres au milieu, 15 litres en haut) en changeant le pas de la spirale ou la section des tubes?

Pour la fonction chauffage, la solution de Bernard de Lyon est certainement plus adaptée pour le positionnement du serpentin.

Merci pour votre aide, à vous lire l’avenir s’éclaircit quant à la réalisation future….

Que le soleil soit pour tous…

Bernard42.