Stockage Inter Saisonnier

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Terran
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Message par Terran »

[quote="yves35"]bonsoir,
Sur ce forum il est question prioritairement des solutions" d'apport "d'énergie, alors que les questions" d'épargne " l'isolation+ la parcimonie sont en arrière plan.
yves[/quote]
Il me semble être dans l'esprit de ce forum, car j'envisage en priorité de chauffer la maison et l'ECS avec le solaire.
Si je reprends la chronologie des idées de ce projet, le stockage n'est pas prioritaire mais seulement opportuniste. En prime, il est apparu que ce stockage représentait une boucle de décharge idéale.
Alors pourquoi pas ?
Dans l'exemple du Canada, les calories sont stockées à plus de 80°c dans la terre, et sont donc utilisées pour le chauffage par l'intermédiaire d'un échangeur abaisseur.
Dans mon projet, il n'est pas question d'approcher de telles températures, mais gagner quelques degrés serait déjà bien. Je suis conscient que pour récupérer ces calories il faut une PAC qui consomme de l'électricité nucléaire.
Si on arrive à utiliser des calories solaires grâce à une PAC, on est sur la bonne voie, en attendant la solution Canadienne citée par Totoche.
http://www.dlsc.ca/how.htm

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Terran
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Message par Terran »

[quote="Musher43"]Bonjour Terran,
-Fais attention à la température max que va pouvoir supporté ta liaison d'injection de calorie car cela peut être un problème en été au moment ou tu bascule du ballon vers le stockage c'est à ce moment la que tes panneaux sont les plus chaud.
raph[/quote]
Merci de me signaler ce problème de tenue en température de la liaison vers le stock.
Peut-être un coup de chance, mais j'y ai pensé.
Si on utilise du PEHD normal qui est censé tenir environ 50°c, on est pas sûr que ça tienne.
Je me suis donc renseigné et j'ai trouvé du PE-RT qui lui est donné pour 80°c à 16bars. (Fabrication suisse). C'est déjà plus jouable.
De toutes les façons, la température du fluide qui va des capteurs vers le stock est élevée au moment de la mise en circulation, mais il est rapidement remplacé par le fluide qui revient du puits, qui lui est à basse température. L'exigence de tenue en température n'est donc que transitoire.
Sur mon schéma, les connexions en PE-RT sont de couleur verte.


[referp=90482;quote="Musher43"]
-Au niveau de la gestion du solaire en hiver, je préfère utilisé les calories pour le stockage que pour le reste.
raph[/quote]

Sur ce point là, j'arrive aussi à la même conclusion que toi.
En effet, l'hiver, on récupère moins de calories qu'en été, mais la grosse différence c'est qu'elles sont dans une plage de température plus basse, donc difficile à exploiter pour le chauffage ou l'ECS.
Alors que le stock du puits étant aux environs de 15°c, je peux quand même lui envoyer la sauce à 25°c. Ce système permet donc d'utiliser des calories inexploitables dans un système plus conventionnel.

jypou
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Message par jypou »

Bonjour,
Bravo pour l'originalité de ton projet, il faut de la volonté et de la suite dans les idées lorsqu'il n'existe pas de réalisation similaire existante (sauf au Canada).
Vu les températures coté évapo assez élevée, prévois tu quand même de mettre de l'antigel? l'eau ayant une chaleur massique plus élevée que l'eau glycolée, cela permettrai d'avoir des débits plus faibles et de réduire la conso élec.
Je suis train de m'installer le même type d'installation en plus simple:
au lieu de la marre, j'ai en place une cuve enterrée non isolée qui est alimentée avec les eaux usées sanitaires (baignoire, machine à laver le linge). Cette cuve et mon puits seront raccordés en série et non pas en // comme sur ton installation. Mon idée est de ne pas utiliser d'antigel: l'eau qui sort de mon évapo à 1°C mini, est d'abord réchauffé dans la cuve (serpentin pas encore mis en place) avant d'aller dans un serpentin (actuellement utilisé) au fond du puits. Le but est de ne pas refroidir le puits en dessus de 6°C. (J'ai constaté que le puits doit être maintenu au dessus de 6°C pour que à la sortie de mon évapo soit au dessus de 1°C).

Ton installation fait baisser la température de la marre. Est ce que cela ne pose pas un problèmes pour tes poissons, grenouilles, crapauds et autre animaux?

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Terran
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Message par Terran »

[quote="jypou"]Bonjour,
Bravo pour l'originalité de ton projet, il faut de la volonté et de la suite dans les idées lorsqu'il n'existe pas de réalisation similaire existante (sauf au Canada).[/quote]
Le projet Canadien est la preuve que le stockage inter saisonnier est possible. Mais en théorie et paradoxalement plus facile car à une échelle beaucoup plus grande. Je l'ai signalé dans mon projet en indiquant que le stockage est proportionnel au volume, alors que les pertes sont proportionnelles à la surface, ce qui avantage les grosses installations. Et puis les moyens mis en œuvre au Canada sont à l'échelle étatique..
Il faut aussi remarquer que le fait d'installer un stockage dans un endroit plus au Nord n'est pas un inconvénient car la durée d'ensoleillement d'été y est plus grande. Il faut toutefois pondérer car les rayons solaires ont une plus grande longueur d'atmosphère à traverser.

[referp=91109;quote="jypou"]
Vu les températures coté évapo assez élevée, prévois tu quand même de mettre de l'antigel? l'eau ayant une chaleur massique plus élevée que l'eau glycolée, cela permettrai d'avoir des débits plus faibles et de réduire la conso élec.[/quote]
Je ne suis pas sûr de comprendre ? La température côté évapo. est plutôt basse.
Je n'ai pas voulu prendre le risque de voir l'évapo. prendre en glace, j'ai donc mis 20% de MPG, ce qui est censé protéger à -8°c. En plus, par précaution j'ai régler la sécurité pour arrêter la PAC dès que le fluide arrive à -3°c, ce qui n'est d'ailleurs jamais arrivé.

[referp=91109;quote="jypou"]
Je suis train de m'installer le même type d'installation en plus simple:
au lieu de la marre, j'ai en place une cuve enterrée non isolée qui est alimentée avec les eaux usées sanitaires (baignoire, machine à laver le linge). Cette cuve et mon puits seront raccordés en série et non pas en // comme sur ton installation. Mon idée est de ne pas utiliser d'antigel: l'eau qui sort de mon évapo à 1°C mini, est d'abord réchauffé dans la cuve (serpentin pas encore mis en place) avant d'aller dans un serpentin (actuellement utilisé) au fond du puits. Le but est de ne pas refroidir le puits en dessus de 6°C. (J'ai constaté que le puits doit être maintenu au dessus de 6°C pour que à la sortie de mon évapo soit au dessus de 1°C).[/quote]
C'est une façon de récupérer les calories des eaux grises, toujours ça de moins à prélever dans ton puits.
Le prélèvement de calories dans ma mare est assez différent car elle est alimentée par des sources qui se déversent dedans. Le renouvellement et le brassage sont permanents. L'eau arrive dans la mare à +9°c quand il fait -12 °c. Elle sort de la mare à +6°c.
Dans le cas d'un puits c'est plus compliqué car l'eau est statique. Peut-être aurais-tu intérêt à brasser pour provoquer un échange de calories au fond du puits.

[referp=91109;quote="jypou"]
Ton installation fait baisser la température de la marre. Est ce que cela ne pose pas un problèmes pour tes poissons, grenouilles, crapauds et autre animaux?[/quote]
Par grand froid, les canards viennent dans la mare pour se réchauffer. (voir photo)
Fichiers joints
N° 2 Echangeur Mare.jpg

jypou
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Message par jypou »

J'aurai une approche différente de problème: il me semble que l'objectif ne doit pas être de faire un stockage intersaisonnier.
C'est peut être un a-priori personnel erroné, mais il me semble qu'un meilleur objectif serait de régénérer le sous-sol toute l'année, y compris avec le soleil de janvier quand il est palot. Produire de la chaleur à 10°C c'est facile, avec une plus petite surface de capteur que tu as prévue. Ce qui évite les surchauffes estivales.
Tel que je comprends ton schéma tu as 2 installations qui se font concurrence (PAC et solaire), utilisant des boucles différente dans les sondes. Le solaire peut difficilement être suffisant pour passer l’hiver sans la PAC. Alors, au lieu de se faire concurrence, ne peuvent-elles travailler ensemble?
Si c'était moi, je raccorderai les sondes et les capteurs solaire en série sur le circuit évapo. La chaleur des capteurs serait ainsi exploitée par la PAC avant qu'elle ne soit enterrée. Ainsi, même si les capteurs ne produisent que du 0/10°C par temps couvert, le COP de la PAC est augmenté de 1.

Si la temp l'eau dans mon puits descend trop j'ai la possibilité de la pomper et de la rejeter dans un autre puits 15m plus loin. Cela communique bien entre les 2 puits.
Il y a un problème que j'ai rencontré cet hivers:
il y avait toujours trop d'eau si bien que la surface de l'eau se trouvait à 10cm sous le niveau du terrain et se trouvait refroidie par la terre et l'air extérieur. J'ai pu constaté que le fond de mon puits est plus froid que le haut par thermocirculation, même quand je ne pompe pas de chaleur.

@+

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Terran
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Message par Terran »

[quote="jypou"]J'aurai une approche différente de problème: il me semble que l'objectif ne doit pas être de faire un stockage intersaisonnier.[/quote]
Sous nos climats, il me semble que l'on s'approche de la limite théorique possible avec le solaire en direct. En revanche, il y a une grande marge de progrès possible dans le stockage. Dans la réalisation Canadienne, les calories sont stockées dans la terre à 80°. On est loin du compte chez nous. Je ne comprends pas l’absence de recherches dans cette voie. Y- aurait-il des lobbies ?

[referp=91183;quote="jypou"] Ce qui évite les surchauffes estivales.@+[/quote]
Je n'ai absolument pas de problème de surchauffe. Dès que le ballon tampon a fait le plein de calories, toutes les autres calories solaires excédentaires sont envoyées dans le puits. Cela évite entre autres la dégradation des capteurs et du fluide géothermique.

[referp=91183;quote="jypou"]Tel que je comprends ton schéma tu as 2 installations qui se font concurrence (PAC et solaire), utilisant des boucles différente dans les sondes. Le solaire peut difficilement être suffisant pour passer l’hiver sans la PAC. Alors, au lieu de se faire concurrence, ne peuvent-elles travailler ensemble?[/quote]

Non seulement elles ne se font pas concurrence, mais elles se complètent. Je dirais même plus, elles travaillent en symbiose.

[referp=91183;quote="jypou"]Ainsi, même si les capteurs ne produisent que du 0/10°C par temps couvert, le COP de la PAC est augmenté de 1.[/quote]

0/10°, C'est déjà en dessous de la temp. des puits.


[referp=91183;quote="jypou"]Il y a un problème que j'ai rencontré cet hivers:
il y avait toujours trop d'eau si bien que la surface de l'eau se trouvait à 10cm sous le niveau du terrain et se trouvait refroidie par la terre et l'air extérieur. J'ai pu constaté que le fond de mon puits est plus froid que le haut par thermocirculation, même quand je ne pompe pas de chaleur.
[/quote]
Tu peux essayer de mettre un papier à bulles, ou simplement du polystyrène sur l'eau. Cela limiterait l'évaporation qui consomme pas mal de calories.
A+

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Message par pf26 »

Bonjour,
D'abord bravo pour votre projet et votre enthousiasme. Ça fait plaisir.

En bien plus petit, j'utilise une solution relativement similaire d'un tuyau PER multicouche 12/16 de 100m de long AR, enterré à -2m, qui fait une boucle d'eau qui passe par :
- l'échangeur d'une mini PAC (1kW puisé à la source froide)
- un récupérateur de chaleur (Air-eau bricolé) sur l'air extrait de ma maison.
L'objectif est de maintenir la boucle la moins froide possible pour augmenter le COP (autour de 5.5 pour 10->6°C/26->32°C, hors auxiliaires) et surtout hors gel car c'est de l'eau qui circule !!
Quand la PAC tourne, la température de boucle baisse régulièrement (je coupe à 8.5°C) puis remonte lorsque seul le récupérateur réchauffe la boucle.
Je constate cependant que cette température plafonne à 11- 12°C alors que je n'utilise plus la PAC (plus besoin depuis 2-3 semaines). Bref, la récupération de chaleur injectée dans le sol aide bien, mais sur quelques heures ou jours seulement.

Il me parait difficile d'imaginer réchauffer le sol notablement, et d'y garder la chaleur des mois. Il y a trop de pertes. J'avais fait un modèle de calcul sous Excel pour un sous-sol de maison isolé seulement en périphérie.
http://forums.futura-sciences.com/habit ... s-sol.html
Les calculs montrent que pour pouvoir maintenir le sol chaud plusieurs mois, il faut des isolants épais (200mm et profonds de 1.5m et plus) en périphérie du bâtiment (pourtant assez grand, ce qui aide).
Pour un calcul rapide, prenons un sol ayant un lambda de 1W/mK et environ 1kWh/m3°C de capacité thermique - et un cylindre de 2m de diamètre sur la profondeur de votre puits. Donc environ 300kWh/°C de stock pour 500m² de "parois" (que l'on suppose d'un mètre d'épais de sol), donc 500W/K. On voit que la température diminue vite, même si mon calcul est pessimiste d'un facteur 10, la baisse est trop rapide pour permettre le stockage saisonnier. Surtout si l'eau souterraine s'en mêle et disperse votre chaleur...

Ce qui interroge alors me semble : pourquoi les PAC géothermiques montrent-elles des baisses de performances après la première année ? Puisqu'il s'agit bien alors d'un "stockage de froid" tout à fait analogue ?
Je pense que l'effet est en réalité limité à quelques degrés, mais que la baisse du COP y est plus sensible que ce que vous indiquez. C'est aussi peut-être un moyen de masquer d'autres petits soucis des fournisseurs de PAC..

Pour finir, je pense intéressant d'essayer d'injecter de la chaleur perdue tant que les consommations de circulateur restent négligeables, mais surtout d'essayer d'apporter de la chaleur durant l'hiver également, comme indiqué par jypou. En tout cas, tenez nous informés !

Pierre.
Modifié en dernier par pf26 le dim. mars 03, 2013 20:31 pm, modifié 1 fois.

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Terran
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Message par Terran »

[quote="pf26"]Bonjour,
D'abord bravo pour votre projet et votre enthousiasme. Ça fait plaisir.

En bien plus petit, j'utilise une solution relativement similaire d'un tuyau PER multicouche 12/16 de 100m de long AR, enterré à -2m, qui fait une boucle d'eau qui passe par :
- l'échangeur d'une mini PAC (1kW puisé à la source froide)
- un récupérateur de chaleur (Air-eau bricolé) sur l'air extrait de ma maison.
L'objectif est de maintenir la boucle la moins froide possible pour augmenter le COP (autour de 5.5 pour 10->6°C/26->32°C, hors auxiliaires) et surtout hors gel car c'est de l'eau qui circule !![/quote]

Quand tu parles de 5.5 pour le COP, est-ce le COP théorique ou le COP mesuré ?

[referp=91333;quote="pf26"]Quand la PAC tourne, la température de boucle baisse régulièrement (je coupe à 8.5°C) puis remonte lorsque seul le récupérateur réchauffe la boucle.
Je constate cependant que cette température plafonne à 11- 12°C alors que je n'utilise plus la PAC (plus besoin depuis 2-3 semaines). Bref, la récupération de chaleur injectée dans le sol aide bien, mais sur quelques heures ou jours seulement.[/quote]

Difficile d'affirmer que c'est seulement le récupérateur qui réchauffe la terre. On peut aussi penser qu'il y a une partie de calories lointaines qui arrivent par propagation de proche en proche. C'est peut-être pour cela que la température plafonne à 11-12° qui doit être la température du sous-sol lointain..

[referp=91333;quote="pf26"]Il me parait difficile d'imaginer réchauffer le sol notablement, et d'y garder la chaleur des mois. Il y a trop de pertes. J'avais fait un modèle de calcul sous Excel pour un sous-sol de maison isolé seulement en périphérie.
http://forums.futura-sciences.com/habit ... s-sol.html
Les calculs montrent que pour pouvoir maintenir le sol chaud plusieurs mois, il faut des isolants épais (200mm et profonds de 1.5m et plus) en périphérie du bâtiment (pourtant assez grand, ce qui aide).
Pour un calcul rapide, prenons un sol ayant un lambda de 1W/mK et environ 1kWh/m3°C de capacité thermique - et un cylindre de 2m de diamètre sur la profondeur de votre puits. Donc environ 300kWh/°C de stock pour 500m² de "parois" (que l'on suppose d'un mètre d'épais de sol), donc 500W/K. On voit que la température diminue vite, même si mon calcul est pessimiste d'un facteur 10, la baisse est trop rapide pour permettre le stockage saisonnier.[/quote]
As-tu des précisions sur les formules que tu emploies ? Je suppose que tu calcules une constante de temps où intervient la résistance de la terre et sa capacité thermique. Ce qui me parait compliqué à modéliser, c'est que ce n'est pas un espace à 2 dimensions et ce n'est pas non plus une espace à 3 dimensions. Tout se passe autour de l'axe d'un cylindre…

[referp=91333;quote="pf26"]Ce qui interroge alors me semble : pourquoi les PAC géothermiques montrent-elles des baisses de performances après la première année ? Puisqu'il s'agit bien alors d'un "stockage de froid" tout à fait analogue ?
Je pense que l'effet est en réalité limité à quelques degrés, mais que la baisse du COP y est plus sensible que ce que vous indiquez. C'est aussi peut-être un moyen de masquer d'autres petits soucis des fournisseurs de PAC..[/quote]

Au moment de la descente des sondes dans le sous-sol, j'ai fixé dessus des capteurs de température (thermistances de 10K), malheureusement il n'était pas possible de repérer si ces capteurs étaient sur le tube emprunté par le fluide descendant ou sur celui du fluide montant, je n'ai même pas repéré si c'était des tubes de captage ou d'injection..
Pour l'instant j'enregistre de temps en temps les températures du puits, mais l'interprétation est difficile car la PAC est en service, et les variations suivent le rythme des prélèvements. Je vais essayer de retrouver des courbes faites en décembre et je les posterai.
L'idéal serait de faire un puits parallèle, à une distance connue et d'y enregistrer les temp. Ce genre de manip n'est pas à la portée d'un particulier. Mais aux beaux jours, quand j'arrêterai la PAC, la température devrait retourner asymptotiquement vers une valeur interprétable.

[referp=91333;quote="pf26"]Pour finir, je pense intéressant d'essayer d'injecter de la chaleur perdue tant que les consommations de circulateur restent négligeables,[/quote]
Les consommations resteront négligeables car j'ai fait le choix d'une pompe DC, alimentée par des capteurs PV avec batterie en tampon. (Choix dicté par des impératifs de sécurité)

[referp=91333;quote="pf26"]mais surtout d'essayer d'apporter de la chaleur durant l'hiver également, comme indiqué par jypou. En tout cas, tenez nous informés !,[/quote]

Tant que les calories solaires sont exploitables directement pour le chauffage ou l'ECS il y a toujours intérêt à les utiliser en temps réel. Mais ce système est intéressant car il devrait permettre en plus, de récupérer quelques calories dans une plage basse de température, notamment l'hiver.

Merci de l'intérêt que tu portes à cette tentative. Bien sûr que je donnerai des nouvelles, bonnes ou mauvaises, le but c'est surtout d'essayer de comprendre.

pf26
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Message par pf26 »

Bonjour,
Le COP de 5.5 est mesuré (j'ai un compteur de chaleur sur le circuit froid auquel j'ajoute la conso élec du compresseur, et je divise par la conso du compresseur).
Je suis à 400m d'altitude. A 2m de profond en février, la température "normale" du sol me semblerait inférieure à 12°C (l'eau froide qui arrive à peu près de cette profondeur sur 50m de tuyau est plus froide actuellement).
Cela dit, j'ai aussi la sortie d'eaux usées dans la tranchée où est l'épingle de la boucle froide PAC. Les eaux usées peuvent réchauffer la boucle également.
Mon calcul est très basique: j'imagine un cylindre de la profondeur du puits et 1m de rayon. Je suppose que l'isolant tout autour du cylindre est constitué d'un mètre d'épaisseur de sol (donc environ 1W/m²K). C'est juste pour voir les ordres de grandeur. Evidemment, la chaleur n'est pas perdue, mais si on considère un cylindre de plus grand rayon (2m), il faut alors 1200kWh/°C et on a 1000m² de "parois" autour..
Bref, il ne me semble pas possible d'augmenter la température de toute cette masse de 10°C, à moins d'injecter une énergie énorme. Avez vous estimé combien de kWh vous pouvez injecter en été ?
Pierre.

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Message par youn260 »

bonjour
je m'invite car le post m'intéresse
j'avais initié ce problème sous une autre forme qui n'a eu je dirais pas aucun echo mais très peu
http://forum.apper-solaire.org/viewtopi ... c&start=30
mon copain spécialiste en clim m'a affirmé que je ne gagnerais pas en COP
poutant mon installation c'est pas du bidon
il manque juste la cuve de 3000 litres et les échangeurs
qui attendent un avis favorable qqpart
et je voulais surtout utilisé la chaleur de mes 60m² comprise entre 10 et 25°
inutilisable pour le chauffage au lieu de pomper dans la nappe
Fichiers joints
plangeneral2.jpg
Modifié en dernier par youn260 le mer. mars 06, 2013 11:29 am, modifié 1 fois.

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Message par Terran »

[quote="pf26"]Bonjour,
Le COP de 5.5 est mesuré (j'ai un compteur de chaleur sur le circuit froid auquel j'ajoute la conso élec du compresseur, et je divise par la conso du compresseur).
Pierre.[/quote]

Il semblerait plus réaliste de compter la chaleur distribuée par le circuit chaud et de diviser par la conso de compresseur.

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Message par Terran »

[quote="youn260"]bonjour
je m'invite car le post m'intéresse..

et je voulais surtout utilisé la chaleur de mes 60m² comprise entre 10 et 25°
inutilisable pour le chauffage au lieu de pomper dans la nappe[/quote]

Je viens de regarder ton schéma.
60m² ! ça fait du monde !
En théorie la PAC est l'outil idéal pour utiliser les calories entre 10 et 25°. Le problème c'est de quantifier ces calories et de les stocker. Ce genre de calcul est sans doute faisable car tu connais tous les paramètres : volume des cuves, isolation éventuelle, puissance des échangeurs, surface des capteurs..
Dans mon cas j'envisage de stocker dans la terre, et les paramètres sont plus compliqués à évaluer.
Tu devrais suivre les posts de "Fidèle castor" sur ce forum qui est aussi confronté à un problème de stockage solaire en cuve à utiliser par PAC.

yves35
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Message par yves35 »

bonjour,

il existe des accumulateurs combinés chargés par le solaire optimisés pour travailler avec une pompe à chaleur:
http://www.jenni.ch/fr/

yves

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Message par Terran »

Capteur horizontal ou vertical ?

J'ai un problème de place pour installer des capteurs plans. C'est pour un projet que j'ai déjà présenté sur ce forum et qui avance doucement. (Stockage inter saisonnier).
J'ai l'intention d'installer un suivi solaire mais la place est limitée. La longueur totale de la ligne de capteurs ne doit pas excéder 8m et j'ai prévu d'en installer 20m2.
La dimension courante d'un panneau étant de 2m * 1m , avec 10cm entre chaque panneau, si j'en installe 7 verticalement cela fait 7.60 m de longueur pour une surface de 14m2 (à la louche)
Avec des capteurs de 1m de large, si je veux arriver à 20m2 il faudrait que chaque capteurs mesure 2.86 m de hauteur.
Je ne pense pas que ce genre de dimensions existe pour des capteurs.
Voici ma question :
Est-il possible d'installer des capteurs horizontalement ?
Je prends l'exemple de capteurs de 2m * 1.25m, si j'installe 2 capteurs horizontalement, l'un au dessus de l'autre, et cela 4 fois. Cela fait une longueur totale de 8 m et une surface totale de 20m2 pour une hauteur de 2.60m. (toujours à la louche)
Quelqu'un a-t-il l'expérience de capteurs installés horizontalement ? Peut-il y avoir une incidence sur le rendement ?
Toutes propositions sont bienvenues.

Bernard (Lyon)
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Message par Bernard (Lyon) »

Bonjour Terran

à la question " peut -il avoir une incidence sur le rendement ?", la réponse est OUI, bien sûr !
la simulation peut se faire avec le logiciel CalSol, ici : http://ines.solaire.free.fr/chaufsol_1.php

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