Le solaire à la portée de tous

graphes dephasage et amplitude pour un PSD
en images jointes

Bonjour a tous
Aie, Aie comment calculer un stockage solaire pour rectifier cette courbe en yoyo
comment choisir la référence de régulation: sonde climatique ou d'ambiance avec un tel déphasage

Je suppose que ce sont des courbes de principe
J'ai essayé de les ramener a un exemple chiffré concret (si je ne me suis pas perdu dans les unités) selon le dessin joint:roll:

20m² de capteur solaires plans a 40° d'inclinaison dans le departement 05 au mois de Mars
Par ciel réel il est prévu un éclairement max journalier de 750 W/m²
et une irradiation journaliére de 5370Wh/m²/J (cela correspond a peut pret a la surface de la "parabole" représentative W/m² / temps : S=2ab/3 avec a=750 et b=12H )

L'energie récoltée ce jour sera de 5.370KWh/m²/J * 20m² = 107.4KWh/J

l'energie sera restituée aprés un perte dans le systeme de 50% (pour rester simple) dans 140m² de plancher chauffant
Soit 107.4KWh/J /2 (rendement) = 53.7KWh/J / 140m² = 383Wh/m²/J

soit encore 383Wh/m²/J / 24H = 16Wh/m² de dissipation d'energie moyenne

La courbe d'amplitude pour une chappe de 10cm dit qu'elle sera 80% de l'energie moyenne dissipée
donc au cours du cycle de 24H l'energie dissipée fera le yoyo entre 3.2Wh/m² et 28.8Wh/m²

Le déphasage sera de 3.5H / culmination de l'apport d'energie

Sur le dessin joint: sur un cycle de 24H si le rendement est de 50% la surface sous la courbe de restitution d'energie devrait être la moitié de la surface du secteur de "parabole"

Pour aplatir la courbe bleue il faudrait stocker tout ce qui dépasse la restitution moyenne pour pouvoir le re injecter plus tard

Si on veut quand même moduler un peut la température de l'habitat en fonction de l'heure comment gérer ????

Dans mon cas les choses se compliques par le fait que je voudrais tenter le chauffage solaire sans l'appoint d'une chaudière fuel sur le syteme eau chaude.
Que je ferais un appoint par insert bois, si necessaire, qui va fausser la lecture d'un thermostat d'ambiance vu le déphasage.

Merci de m'éclairer

Cordialement
Michel

Bonjour,

quelques éléments de réponses:

Il me semble que le déphasage s'exprime en température pas en énergie... (Mais peut-être que cela revient au même ?)

Plus vous voudrez être '100% solaire' plus la dalle sera épaisse jusqu'à avoir un déphasage 'infini' mais d'amplitude nulle... Une dalle de 10cm est effectivement a priori insuffisante (min 20cm) pour faire un PSD, un stock est donc nécessaire.

Les PSD/MSD (ou PC) ne se régulent pas avec une sonde de température à l'intérieur de la maison mais plutôt à l'extrérieur et en esssayant d'utiliser une température moyenne plutôt qu'une température instantanée (ce qui introduit un autre déphasage)...

A+

Bonjour Michel,

Toutes les inerties thermiques de ton habitation contribuent à lisser les apports solaires passifs ou actifs. Les courbes données par Pierre et la tienne sont des courbes d'énergie reçue/rayonnée, pas des courbes de température.

Encore une fois, l'inertie thermique des parois intérieures au volume chauffé est très importante pour stocker l'énergie solaire que l'on ne peut capter que quelques heures par jour.

Bonjour,

Merci a Yves et a Patrick pour leurs réponses et a Pierre pour avoir fourni les courbes :D et d'ailleurs a tout le forum qui est une mine d'or d'informations :D

Il me semble que le déphasage s'exprime en température pas en énergie... (Mais peut-être que cela revient au même ?)

J'imagine là encore de multiples sources de déphasage a venir:

Oui j'imaginais faire un ballon de stockage solaire de 2000L auto construit.(tant qu'a prendre les outils, 1000L 1500L ou 2000L cela ne fait pas tant de difference et j'ai la place ! )

LES INERTIES

Inertie du stockage solaire:

2000L * 1.16 Wh = 2.32 KWh/°C


Inertie de la chappe:

Pour des raison de hauteur sous plafond je ne pourrais pas dépasser les 10Cm de chappe
Capacité calorique du béton 880 Joules/KG °C
Chez moi pour 140m² environ 22tonnes de mortier soit :
22T * 880 = 19360KW/°C ou / 3600 = 5.37 KWh/°C

Inerties de tout ce qui va être chauffé dans la maison: a la louche:

3 tonnes de platre
500 Kg de verre
4Tde bazar divers environ: 8T * 800 / 3600 = 1.78 KWh/°C

LES TRANSFERTS D'ENERGIE ET MONTE EN TEMPERATURE:

Les capteurs doivent fournir 2.32KWh pour monter le stock de 1°C

Le serpentin du plancher chauffant pourra sous tirer de l'energie en fonction
1) de sa surface d'exposition
2) du débit du circulateur
mais surtout
3)du delta Température stockage / Température retour plancher
Les 2 premiers parametres n'étant pas infini , un déphasage interviendra dans l'attente d'une montée en température du stock

La chappe va consommer 5.37 KWh pour augmenter sa température de 1°C

Sont émission maxi (selon Therm Excel) sera de 11.6W/m²°C :
Ici pour 140m² 11.6W/m²°C * 140m² = 1.62 KW/°C

Donc là aussi le delta température Air ambiant / température plancher sera déterminant.
Ex:Température du plancher a son max autorisé de 28°C,la piece est a l'ombre :température piece 18°C : delta T =10°C : le plancher peut émettre 16.2 KWh

Le soleil inonde la piéce: température piece 23°C : delta 5°C : le plancher peut émettre que 8.1KWh

A ce stade je ne pense pas que l'émission maximum soit un probléme...

L'inertie de l'appartement consomme 1.78 KWh/°C:
d'abord beaucoup car deta T est grand puis de moins en moins

Dans la phase refroidessement de la maison on "détricotte" la logique

J'en arrive aux questions: :)

Le volume de stockage
Trop grand = déphasage et lenteur de sous tirage d'énergie mais beaucoup de stockage. Moins de chances de préchauffer l'ECS certain jours (mais cela reste mon favori....)
Trop petit = pas de stock mais plus réactif
Quel est le stock idéal sachant que le cout en auto construction n'est pas linéaire...

Comment fonctionnent les milleniums ou autre systeme de gestion :
Je suis totalement ignare et n'imagine pas trop ce que l'on peut leurs apprendre a faire: on a des sondes et une horloge??? et il faut qu'il en resorte des ordres
J'imagine qu'avec des historiques de situations on peut introduire des notions de déphasage: ensoleillement, température ext, température Int

Désolé de vous assaillir de mes doutes

Cordialement
Michel

Bonsoir,

Je ne suis pas copain avec les calculs alors je vais plutôt parler de mon expérience perso:

Maison 125m2 habitables, isolation RT2000 (intérieure) très renforcée, murs de refends lourds, dalle sur terre plein isolée en périphérie, plancher chauffant avec chape de 12cms sur les 125m2.

Déjà un indice:

Avant de passer à l'énergie solaire, au moindre rayon de soleil d'hiver, les voisins étaient contents, ils avaient 26°C dans leur SAM alors que moi je n'avais que 19°C. Dès la nuit tombée, bien sûr ils allumaient leur cheminée ou mettaient en route leur chaudière parce que le froid rentrait aussi vite que l'obscurité dans leurs "maisons en carton" sans inertie.
Si on détricote (comme tu dis) le matin sans chauffage la température dans ma maison était descendue à 18°C. Avec chauffage, une petite "flambée" dans la chaudière fioul de 2h suffit (22h/00h) pour maintenir, non pas une température agréable (ça ne veut pas dire grand chose), mais un très bon confort thermique.

Si tu regardes bien les courbes de Pierre et la tienne tu vois deux choses:

Que la pente de la courbe de l'énergie rayonnée est plus importante en montée qu'en descente et que l'énergie rayonnée ne descend jamais complètement à zéro.
Le premier point rend la régulation (si besoin est) beaucoup plus facile, on a un système qui réagit relativement vite à une demande de chauffage, avec un fort amortissement en refroidissement.
Le deuxième point:
Tant que le plancher chauffant rayonne de l'énergie (même peu) cela veut dire que sa température de surface est supérieure à la température des parois environnantes. Ceux qui ont la chance d'en avoir un ont dû remarquer la grande différence de confort thermique entre un plancher chauffant qui... chauffe ou un plancher froid... je ne parle pas de températures.

Avec du solaire actif:

Hier, zéro soleil. Beau ciel bleu au Nord et au Sud mais un p!ù?$£**tain de nuage ''collant'' est resté scotché toute la journée devant mes capteurs malgré un Mistral à décorner les... boeufs.
Aujourd'hui plein soleil... Températures extérieures: -2°C le matin, 9°C maxi l'après-midi. Températures intérieures matin: 16°C dans les pièces au Nord, 17°C dans les pièces au Sud.
Toute la journée chauffage PS pseudo D (pseudo parce que je passe par un échangeur à plaques), démarrage à 9h30 à 17°C de température eau de plancher, ça monte tranquillement jusqu'à 34°C vers 13h, ça reste à 33/34°C jusqu'à 16h, heure où je passe en préchauffage ECS parce qu'il n'y a plus grand chose à récupérer.

Côté maison, l'air se réchauffe assez rapidement dans les pièces bien exposées, 19°C à 11h, mais on commence à sentir le rayonnement du plancher, on a plus la sensation « tête chaude, pieds froids » malgré une température de surface qui ne dépasse pas 22°C (mesurée).
La courbe de température atteint son maximum vers 20h avec 20°C au Sud et 19°C au Nord... demain matin j'aurais perdu 1°C et ce sera reparti pour un tour !!! :D

La température de la maison diminue de 2°C/24h. Un jour de soleil me fournissent assez d'énergie pour « ponter » deux jours de grisaille, sans appoint, sans régulation, sans stockage externe et sans installation Shadokienne...

Bonjour

Un grand merci Patrick

Voila la meilleure manière de m'enlever quelques noeuds au cerveau :D

Content de savoir qu'une absence de régulation complexe ne serait pas dramatique...

Je garde en mémoire que température et confort ne riment pas forcement.

Je fait aussi de gros efforts pour réaliser une isolation au delà du "normal" car c'est surement là le meilleurs investissement

La maison en est qu'a son toit mais je cherche a anticiper les inter-actions

Si je pouvais m'affranchir d'une chaudière se serait merveilleux.....Ne seront fait que les travaux de prédisposition minimum

Encore merci
cordialement
Michel

Bonsoir,

Discussion très interressante par ce temps gris et pluvieux.

Pour FRIEDERICH , si vous avez un plancher chauffant et un ballon de stockage de 1500 à 2000 litres (S 140 m2),le ballon peut servir de tampon dans lequel le plancher chauffant viendra puiser ses besoins et les
capteurs solaires charger le stock avec l'énergie captée.

En parallèle sur ce ballon on peut brancher une chaudière,une cheminée etc...pour l'appoint si manque de soleil.

Dans ce schéma il faut raisonner comme un chauffagiste, le plancher est
raccordé sur le ballon via une vanne mélangeuse 3 voies avec sa pompe de circulation ( qui est à débit constant).
Nota: la vanne mélangeuse 3 voies se comporte comme un mitigeur : à gauche arrivée eau chaude, à droite sortie eau mitigée
, en dessous le retour vers le PC et le ballon.

Sur ce montage on peut raccorder un régulatueur qui régule la température de départ en fonction des conditions extérieures par action
sur le servomoteur de la vanne 3 voies.

La sonde extérieure plaçée sur le mur côté Nord ( à l'abri des rayons du soleil levant côté Est) va prendre en compte toutes les variations (vent , température du mur , rayonnement etc..) et transmettre l'info à la régulation.

Pour la gestion des apports solaires (baies vitrées etc.. ), il est possible de rajouter une sonde d'ambiance dont on peut ajuster en % l'influence sur le
régulateur.

Mon installation fonctionne sur ce principe,avec un plancher chauffant (chape liquide de 7 cm chaleur spécifique de 1100 J/kg.K.).

- Les baies vitrées sont orientées Sud Ouest avec une casquette pour l'été.
- La régulation marche "Pil Poil"à 19.5 °C y compris pour les apports de la cheminée.
- Une petite précision : ne pas faire d'abaissement de température la nuit
sur un PC.
- La gestion solaire peut être confiée à un régulateur spécialisé (Resol par exemple) ou un automate type Millénium .
A+

Bonjour

Merci jyf82 pour ce témoignage de fonctionnement "tranquille"

Le changement de température est a éviter : OK

Pour la gestion j'aurais encore bien du temps avant de me trouver confronté aux arcanes des automates qui me semble a ce stade mysterieux...

Le probleme du déphasage me turlipinait car j'y voyais une manière de "calculer" le volume du stock necessaire.

Mais là encore cela est une recherche pleinne d'incertitudes car lié aux caprices de la météo et des apports d'energie passive des baies vitrées par ex ou insert. Donc je pense juste bien de chercher a me situer sur le haut des statistiques de ce forum

Interessant de noter la chaleur specifique des chapes liquides a 1100J/Kg.K contre 880L/Kg.K du béton. = plus cher mais rentable a terme

Je finalise un schéma de principe a venir

Cordialement
Michel

Salut.
Une autre expérience un peu au pif et sans trop de calcul à l'époque: http://m.you.free.fr
Inertie planchers et murs. PSD et différé. Ré-accumulation de nuit si besoin.
Régul sur retour d'eau plancher, consigne intérieure, et temp ext. Surchauffe limitée au séjour (apport direct par véranda).
Expérience récente (début avril): 8 jours partis en vacances, temps très moyen chez nous (pluie,vent et pas chaud), chauffage uniquement solaire et véranda non occultée. Volets fermés côtés nord, est et ouest.
Résultat au bout des 8 jours: retour en passant par chez des copains avec qui on était et qui avaient coupé leur chauffage (maison traditionnelle, peu d'inertie, 2 fenêtres au sud, moquette au sol, planchers bois, chauffage par radiateurs). Température chez eux à midi: 11°C, même avec une soupe chaude, ça caille! Retour à la maison à 14h00: 17°C.
Orientation, isolation, inertie, y a pas photo. Je suis comme Pierre: le moins possible d'usines à gaz et le plus possible de bon sens, ça limite les emmerdes.
Allez, @ +.
Mil'd

Bonjour,

[quote="FRIEDERICH"]

Interessant de noter la chaleur specifique des chapes liquides a 1100J/Kg.K contre 880L/Kg.K du béton. = plus cher mais rentable a terme

[/quote]

Il me semblais que pour les chapes liquide été limitées à 8 cm maximum

(voir paragraphe 5.11 de la PJ) et à 8 cm de dalle, c'est plus un PSD ?

A+

Bonjour,

Il semble que l'épaisseur maxi de 8cms est plus fonction de l'application des CPT (cahiers de prescription technique) que d'une limite physique. Au delà de 8cms la masse de la chape dépasse la charge standard communement employée en locaux d'habitation... Encore une histoire de normes, d'assurance et de garantie !!!

Bonsoir,

pour tsm33 ( j'ai sous les yeux un message de l'équipe conseil de la chape liquide).

- La chaleur spécifque de La Chape Liquide se situe aux environs de
1100 J/kg.K.
- L'épaisseur maximale de la couche d'enrobage d'un plancher chauffant
avec La Chape Liquide est 8 cm.
- Il est possible de la recouvrir ,après quinze jours
de séchage , d'un film polyéthylène (150µm) , puis de 6 cm maximum de
chape.
- Il est ainsi possible d'utiliser jusqu'à 14 cm de chape, soit environ
280 kg/m2, d'où une capacité de stockage de 308.000 J/m2.K environ.

technique.chape.liquide@lafarge-gypsum.lafarge.com

A+

Bonjours

Bon, donc en gros, une dalle de 8 cm en cape liquide et équivalent à une dalle de 11cm en mortier de béton.

mais à la condition que la densité de ces deux matériaux soit identique, se que densité densité nul part vous en faites mention !!!

A+

texte éditer.
en cherchant,
Densité Dalle chape liquide : 2.15 T/m3
Densité Dalle Béton : ???

Bonjour,

- densité chape liquide 2.1 (+0.1) 2 à 2,1
- densité béton 2,3

- chaleur spécifique béton 0,880 kJ/kg.K
- chaleur spécifique gypse 1,090 kJ/kg.K chape liquide 1,100 kJ/kg.K
- pour mémoire l'eau : 4,185 kJ/kg.K

Où est le problème ?.
A+