Conception d’un PSD - maison pseudo passive à St Chamas 13

[robert boissin]

Tout d'abord, bonjour à tous.
Voila je me lance, c'est mon premier post, j’espère qu'il est au bon endroit

Présentation du projet.
Je suis actuellement en négociation pour l’achat du terrain pour bâtir une maison presque passive (voir ci dessous). Les plans n'en sont qu’au stade de l’esquisse, mais les grandes lignes sont arrêtées.
Habitant le midi, je pense que construire une maison capable, de résister au climat de l’Europe du Nord n’est pas nécessaire et surtout pas économique. La lecture de nombreux forums Internet m’a orienté vers les arbitrages suivants par rapport aux standards du Passiv Hauss.

• Forme compacte et bonne isolation : Tous les composants de l'enveloppe extérieure de la maison sont isolés afin d'atteindre un facteur U qui n'excède pas 0,15 W/(m²K) Respecté ou très proche
• Orientation Sud et facteur d'ombrage : L'usage passif de l'énergie solaire est un élément significatif dans la conception d'une Maison Passive Respecté
• Efficacité énergétique des châssis et des vitrages : Les fenêtres (châssis et vitrages pris ensemble) doivent avoir un facteur U qui n'excède pas 0,80 W/(m²K) avec un coefficient G (facteur solaire) aux alentours de 50% Respecté ou très proche
• Etanchéité à l'air de l'enveloppe de construction : Les fuites d'air au travers des joints mal scellés doivent être inférieures à 0,6 fois le volume de la maison par heure à une pression de 50 Pa Non respecté
• Préchauffage passif de l'air frais : L'air frais doit être introduit dans la maison via un échangeur géothermique (puits canadien) qui permet l'échange de chaleur avec le sous-sol. Il doit permettre de préchauffer l'air à plus de 5°C, même les jours hivernaux les plus froids. Non Respecté
• Récupération de la chaleur de l'air extrait grâce à l'utilisation d'un échangeur de chaleur air-air à haute efficacité : La majorité de la chaleur perceptible contenue dans l'air extrait est cédée à l'air frais entrant, avec un taux de récupération supérieur à 80% Non Respecté, remplacée par VMC Hygro B
• La fourniture d'eau chaude sanitaire doit se faire par l'utilisation d'énergies renouvelables : Des panneaux solaires ou une pompe à chaleur fournissent l'énergie pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire Respecté, mais sans PAC
• Utilisation d'appareils domestiques économes en énergie : Des réfrigérateurs, fours, congélateurs, ampoules, machines à laver, séchoirs, etc. à basse consommation énergétique sont indispensables dans une Maison Passive Respecté

Pour un confort accru et éviter une Clim PAC en été, j’ai ‘’lourdement insisté’’ sur la masse du bâti pour avoir une très forte inertie thermique (isolation extérieure, murs béton (bloc à bancher) , plancher béton 20 cm). C’est le site http://www.maison-passive.be/ qui m’a convaincu de l’importance de l’inertie thermique dans une habitation.

Informations complémentaires

• La maison sera sur 2 nivaux, seul le rez de jardin (115 m2) sera chauffé par le PSD,
• La maison sera habitée par 2 adultes qui utilisent peu d’eau chaude
• Une piscine béton de 10 x 5 x 1.5 est prévue d’être chauffée en début et fin de saison (Mai, Juin, Septembre)

Chauffage

Si je devais construire en suivant à la lettre les critères Passiv Hauss je n’aurais pas mis de système de chauffage. Mais comme je fais quelques impasses, je m’oriente vers l’installation d’un PSD sous dimensionné en panneaux solaires (2 x GM Tinox 2510) et en volume de stock (400L) en gardant la possibilité de monter des panneaux supplémentaires si nécessaire.
Comme mentionné plus haut à ce stade du projet, aucune étude thermique n’a été faite pour valider l’adéquation du bâti et du système de chauffage que je prévois d’installer ; cette étude sera faite ultérieurement, quand les plans seront définitivement arrêtés et le nombre de panneaux ajusté en conséquence. Ce dont j’ai besoin aujourd’hui, c’est de savoir si mon concept n’est pas complètement « déconnant », et comment l’améliorer pour qu’il soit le plus performant possible sans devenir une usine à gaz.

Concept

• La conception du système est guidée par deux grandes lignes : faire simple et réduire l’investissement
• Pendant les jours sans soleil une résistance électrique est préférée a une PAC ou autre chaudière. Ma situation géographique me laisse penser que cette résistance ne fonctionnera que quelques jours par an (en HC) reléguant l’investissement d’une PAC aux oubliettes.
• Le stock d’eau morte est limité (400 l) car le stockage se fait d’abord dans le plancher et que l’inertie thermique du bâti est très importante
• Le chauffage de la piscine est un PSD coulé dans la dalle. Je ne pense pas gagner beaucoup de degré, mais il sert de circuit de décharge ( ??).
• Choisir une régulation simple qui puisse être manipulé par Madame…
• Pouvoir être auto-installé avec l’aide d’un plombier non spécialiste du solaire
• Profiter des achats groupés de l’APPER

A ce jour, j’ai dessiné deux schéma de principe qui ne différent que par la production d’ECS
Option 1 : L’ECS est produite par l’échangeur supérieur du stock.
Option 2 : L’ECS est produite par un CE électrique, l’échangeur supérieur du stock ne faisant que préchauffer

Voila, vous savez tout, je vous remercie par avance pour vos critiques et suggestions

Questions :
1. Est il préférable comme sur le schéma de préchauffer l’arrivée du CE Électrique ou bien d’alimenter directement l’ECS depuis le serpentin supérieur ? Je ferai ainsi l’économie d’un ballon
2. Ou placer les CAR, les sondes T°, purgeur, soupape, vannes isolations etc. ?
3. Est-il nécessaire d’avoir un vase d’expansion sur le circuit caloporteur ? est-il bien placé ?
4. Est-il nécessaire d’avoir un vase d’expansion sur le circuit chauffage
5. Quel type de régulation dois-je prévoir ?
6. Quels types de circulateur ?
7. faut-il prévoir une boucle de décharge, même avec un vase d’expansion ?

[nicolas34]

Hello et bienvenue Robert
drôle de souhaiter la bienvenue à quelqu'un inscrit avant soi
je pense ton message aurait plus sa place dans les présentations
http://forum.apper-solaire.org/viewforum.php?f=39
peut être pour cela qu'il n'y a pas encore de retour.

concept n’est pas complètement « déconnant »

je pense pas, au moins tu es au tout début, donc pas encore de bêtises à rattraper. il faudrait estimer tes besoins chauffage et ecs, pour faire la meilleure install. possible: la tienne.
si ce n'est déjà fait, je ne peux que t'inviter à lire Le Livre, parcourir le site (comptes rendus), pour engranger le max d'infos sur le solaire, comme tu l'as fait pour la (future) construction.
Après, le forum est là pour répondre à tes doutes et questions.
Pour ne pas te laisser sur ta faim, une réponse quand même à la première: si l'échangeur du haut est pour de l'ecs instantanée (ou un tanck in tanck) et que le ballon à une résistance, je verrais bien l'économie du cumulus.
Voili, c'est le début le plus dur, mais après ça va mieux.
A très bientôt donc .

[thermitch]

Bienvenue Robert

Ma première approche serait plutôt de dire : pourquoi ne pas respecter tous les critères.
Peut-être un poil plus cher maintenant mais combien de gagné dans 20 ans - 30 ans ?
Je vise surtout un point : l’étanchéité à l'air.

[robert boissin]

merci Nicolas et Thermitch pour vos retours.
J'ai effectivement peu de réponse, mais je pense que peut être ma prose est trop longue et dissuade...quant à changer de forum, je sais même pas comment faire.
[quote="nicolas34"]
si l'échangeur du haut est pour de l'ecs instantanée (ou un tanck in tanck) et que le ballon à une résistance, je verrais bien l'économie du cumulus.
[/quote]
C’est effectivement mon option préférée mais Pierre Amet déconseille (voir son livre page 51) donc j’hésite...

Thermitch
[referp=70574;quote="thermitch"]Ma première approche serait plutôt de dire : pourquoi ne pas respecter tous les critères.
Peut-être un poil plus cher maintenant mais combien de gagné dans 20 ans - 30 ans ?
Je vise surtout un point : l’étanchéité à l'air.[/quote]
Dans l'absolu tu as raison. Mais une VMC DF, ça coute 10 fois le prix d'une Hygro B, si tu ajoutes la conso electrique annuelle et que tu rapporte ça aux W récupérés pendant la saison chauffage (4 à 5 mois dans le 13), c'est pas justifiable economiquement. je veux faire du bien à la planette, mais pas trop de mal à mon compte en banque...
A bientot

[m_you49]

Salut.
Tout n'est que compromis. Et il faut se dire que le choix fait est le bon, sinon, on ne vit plus.
@ +

[patrick13]

Salut Robert

Réponses et des compromis, regarde quelques détails de CR pour tes questions de régul clapets, vannes etc .
Je te fait quelques réponse :
1. C'est pas recommandé mais si tu n'as pas de place la résistance fera l'appoint sur le demi volume, pense aussi à alimenter LV et LL. Un 500l n'est pas plus gros en diamètre si tu es des consommateurs derrière.
2. Le CAR sur le circuit primaire chaud si tu ne peut pas faire de boucle vers le bas anti-thermosiphon c'est bon (toute fois modèle à battant du groupement à placer verticalement les autres peut importe). Les sondes T° une sur la sortie chaude du capteur les autres te servent à comparer la température stock (le haut en principe et le milieu pour le chauffage) par rapport au circuit retour du chauffage et de la piscine. Purgeur en points haut du circuit sortie capteur ou d'un coude tuyauterie placé hautement, soupape de décharge sur la branche froide capteur et circuit chauffage en principe à côté du vase avec un récipient de récupération du liquide primaire. Vannes d'isolations pour le remplacement aisé d'un élément fonctionnel (sortie et entrée ballon autour de v3v et circulateur. Il Faut enlever les manettes sur celle du circuit primaire pour éviter une fermeture intempestive et cramer la pompe ...
3. Oui c'est nécessaire d’avoir un vase d’expansion sur le circuit caloporteur (vase ouvert ou fermé) sur la branche froide c'est correct pour le fermé et sur la branche chaude pour un modèle ouvert.
4. Oui c'est nécessaire aussi, d'autant plus que le volume est important (stock + réseau) et que la dilatation de cassera tout (volume estimable à 10% de celui mis en chauffe : stock +circuit.
5. La régulation c'est comme tu veux, usine à gaz de type automate ou simplisme toute faite. La 3V1 n'est pas utile mais de toute façon?
6. Les types de circulateur sont fonction des mmCE à vaincre (voir le tableau XLS pour estimer tes pertes de charge. En circuit fermé ou avec vase ouvert la branche montant et compensée par celle descendante et tes pertes sont celle que tu crées avec l'échangeur du ballon et son CAR ou bien celle de tes V3v (UPS ou Alpha 25/2 à 25/4 sont suffisant). En circuit drain back il te faut bien estimer tes pertes car il n'y a pas de compensation avec l'équilibre des branches vue que tu en as deux de vide au démarrage.
7.La boucle de décharge est fonction de l'adéquation surface capteur correctement incliné pour le volume ballon dans un premier temps puis de la consommation d'eau chaude qui est faite derrière. Avec un vase et une soupape solaire tu récupèrera dans un réceptacle le liquide qui aura "bouillie" mais après plusieurs cycle comme cela tu auras détruit sa capacité à assurer correctement la protection antigel.

[robert boissin]

[quote="m_you49"]Salut.
Tout n'est que compromis. Et il faut se dire que le choix fait est le bon, sinon, on ne vit plus.
@ +[/quote]

Bonjour
Tout à fait d'accord, l'installation parfaite n'existe pas.
Faire le bon choix voila la vrai question! J’espère que les differents post m'aideront à choisir le meilleur compromis.
A+

[robert boissin]

Bonjour Patrick et merci pour tes réponses.
j'ai donc modifié l'option 1 en fonction et je passerai a un 500L (voir option 1 révisée)
[quote="patrick13"]Je te fait quelques réponse :
1. C'est pas recommandé mais si tu n'as pas de place la résistance fera l'appoint sur le demi volume, pense aussi à alimenter LV et LL. Un 500l n'est pas plus gros en diamètre si tu es des consommateurs derrière.[/quote]

Peux tu m’éclaircir la réponse ci dessus?
ma question était "Est il préférable comme sur le schéma de préchauffer l’arrivée du CE Electrique ou bien d’alimenter directement l’ECS depuis le serpentin supérieur ? Je ferai ainsi l’économie d’un ballon "
Quelle option tu préconises?
Un préparateur solaire serait il mieux adapté?
Est ce le réchauffage par résistance elec qui n'est pas recommandé?
Un ballon ECS en bain marie dans le stock est il préférable?
A+

[patrick13]

Alimenter directement l’ECS depuis le serpentin supérieur nécessite qu'il soit "sanitaire " à l'intérieur donc cuivre ou inox. Ceux de notre groupement sont en acier et l'émail et fait sur la partie extérieure du serpentin et l'intérieur du ballon en contact avec l'eau alimentaire.
Pour faire l’économie d’un ballon et de tous les raccords il te faut soit un ballon combi (ecs en bain marie dans de l'eau de chauffage) soit un ballon combiné à ecs instantanée( l'eau sanitaire est dans un échangeur en inox d'environ 20mm de diamètre et d'une surface importante pour soutirer des dizaines de litre à 45°).

Ce qui est recommandé c'est de laisser pleinement le solaire faire son travail de préchauffage voir en été de chauffage à 60° d'ecs sur la totalité du volume et de faire le complément de température en série (cumulus chaudière gaz instantanée ...) si nécessaire : http://www.apper-solaire.org/Pages/Expe ... index.html

Cela accroit l’autonomie mais surtout si tu as la résistance intégrée au ballon solaire car tu ne peut pas placer deux ballons en série cette dernière te fait le complément sur le demie volume du ballon solaire en heure creuse la plus part du temps et au petit matin tu as donc 250l/500l à bonne température grâce à ta résistance mais tu ne pourras pas engranger un maximum de calorie solaire puisqu'il t'en reste plus que que 250l à charger. Il te faudrait contrôler cette résistance hors heure creuse et à la demande en instantanée en induisant d'autre attitude de consommation de l'eau chaude.

Un modèle de ballon à ecs instantanée qui plus est ressemble à ton schéma est dispose d'un deuxième échangeur pour faire l'appoint avec un bouilleur, insert chaudière...http://www.stg-thermie.de/Kombispeicher ... scher.html

Un autre CR très bien avec complément intégré au ballon (bouilleur, insert chaudière...) qui irait aussi :
http://www.apper-solaire.org/Pages/Expe ... /index.pdf

[robert boissin]

Patrick
J'ai été long à revenir mais c'est parce que j'ai revu en profondeur le schéma de principe en tenant compte de tes remarques et suggestions . je me suis aussi inspiré du montage de Thierry Streiff.
Je joins donc le nouveau schéma en espérant qu'il suscitera plus de réaction que les précédents...

Question: Le retour dans le stock doit se faire en bas ou au millieu?

Panneaux : GM Tinox 2510 (Nombre à définir)
Stock Tank in tank 800/160 qui alimente un chauffe eau électrique pour l’ECS
Chaudière électrique basse température en série qui ne sert qu’à supplémenter le PSD les jours sans soleil. Elle est réglée sur 35°C
Mitigeur ECS : Placé en sortie de la chauffe eau électrique (CEE), pour que ce CEE soit alimentée en eau chaude solaire la plus chaude possible (Est-ce compatible avec la soupape de sécurité ???)
Mitigeur PSD : Permet de limiter la t° du PSD à 35°C
V3V TOR retour PSD : Permet de diriger le retour du PSD vers le stock (si T° retour PSD > T° stock bas) ou vers la chaudière (si T° retour PSD < T° stock bas)
V3V sélection PSD ou Piscine : Permet de basculer manuellement le stock sur le chauffage de la piscine ou du plancher chauffant
C1 : Piloté par ΔT entre T° capteur et T° stock bas
C2 : Piloté par sonde intérieure et extérieure

[patrick13]

Peut être un brin d'explication en fonction de la température de ton retour chauffage.
Thierry la placé au milieu, il est sur radiateur comme moi, et Pierre. Nous sommes en basse température mais pas aussi basse que pour un planchez chauffant avec 38°exploitable.

Fait comme Thierry, place les deux avec des vannes comme ça tu pourras affiner sans soudure et vidange.

Par ailleurs sur les nouveau ballon combi Pierre a fait mettre le piquage mi-hauteur et un deuxième serpentin et il conseille de prendre celui-là car chez lui avec ses radiateurs et l'ancien 1000 et ça ne marche pas très bien de repiquer en bas.

D'une manière générale les ballon de chauffage permette ces positions multiples avec les entrées/sorties adéquates alors que faisons du stock chauffage dans du ballon ecs, mieux protégé de la corrosion avec l'émail mais non pensé à l'origine pour ce biais...

Pour ton mitigeur PSD prends le à grand débit et 1" au moins, je pense que le modèle du groupement est bon que pour l'ecs, il est en PN10 même avec du 1". Je m'oriente pour le mien sur esbe vta 320 car je ne connais pas d'homologue.

Panneaux c'est 10% de la surface à chauffer soit 11.5m2, tu as la décharge piscine et à part cette année nous avons quand même de l'eau à 28°/30° ici avec une couverture chauffante à bulles. Si tu décharge fait aussi un planchez chauffant comme : http://www.apper-solaire.org/Pages/Expe ... index.html

Tu dois pouvoir placer une douzaine de m2, fait tes simul sur calsol et observe celle faite par Pierre : http://www.apper-solaire.org/?Calculs
en attendant de pouvoir de la faire faire à son retour de congé.

Si c'est pas trop actif en remarques c'est peut être du à la saison estivale...