Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

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Geekolo
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Pourquoi j'aimerai qu'une vanne réagisse rapidement ?

Message par Geekolo »

Je réalise que ma volonté de comprendre ces vannes (c'est pas une vanne) est issue d'un besoin qui n'est peut-être pas courant. Aussi vais-je tenter de l'expliquer :

Prenons l'exemple de panneaux GMT et d'un ballon autoconstruit avec plusieurs entrées solaires "étagées", comme suggéré dans un rapport de thèse disponible sur le site Apper. http://www.apper-solaire.org/Pages/Fich ... /index.pdf
Mon problème concerne la partie du circuit servant à orienter le fluide vers une des entrées du ballon, à base de vannes 2 ou 3 voies commandées par la régulation et des sondes de température dans le ballon (une à chaque entrée).
Dans ce rapport il est spécifié que l'apport d'eau chaude de test est issu d'un autre ballon électrique. Il s'agit donc d'une modélisation en mode que je qualifierais de "statique" en ce sens que la température du fluide entrant est constante sur une longue durée. Hors en pratique, la température du fluide ne cesse de changer. Regardons ce qui se passe (enfin je crois) :

Le débit nominal dans les panneaux est de 120l/h, soit : 2l/min
Le volume dans un panneau est de 2,28l.
Il faut donc un peu plus d'1 min pour que le fluide qui entre n'en ressorte.
Un capteur est constitué de cuivre, de verre, d'alu, d'isolant léger. Ces matériaux pris individuellement n'ont pas d'inertie thermique. J'ai donc du mal à croire qu'un capteur ait une inertie propre "influente".
Donc, un nuage présent plus d'1 min impactera très visiblement la température de cette portion du fluide.
Après un temps de parcours jusqu'au ballon, cette portion de fluide va être dirigée vers une des entrées du ballon, qui sera choisie en fonction de sa température et de la température de chaque strate du stock.
Si une vanne met 30s pour s'ouvrir ou se fermer, cela signifie qu'une part importante de ce volume du fluide sera envoyé dans le ballon à la mauvaise entrée. La stratification va en souffrir. Les sondes de mesure de température de la strate perturbée indiqueront une mauvaise température, qui éventuellement influera négativement sur la prochaine décision d'ouverture/fermeture des vannes...
Si, au contraire, on peut ouvrir et fermer les vannes très rapidement (mais sans coup de bélier). On réalise une régulation "dynamique" permettant d'optimiser la stratification. Certes, il faut que la régulation le prévoit. Il sera peut-être difficile de trouver une régul "toute faite". Mais de nos jours avec un Arduino, c'est possible. Ou peut-être un automate ?

Bon c'est une analyse qui ne doit pas être prise pour une vérité. Ce n'est qu'un point de vue candide, hein ?
A débattre... et merci à ceux qui ont eu le courage de me lire jusqu'au bout.
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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par Tarassac »

Bonjour à tous,

Bon, je vais changer de sujet et passer à mon expérience,
Lors de mes essais, j'ai put constater une chose,

Mes capteurs étaient à +/- 40° ( pas très chauds ) le temps était
nuageux, et ben lors du passage de nuages, les capteurs s'en sont foutus !!
comme des bleus !

l'inertie du fluide, plus celui des capteurs, je n'ai même pas vu de différence !
En plus, comme j'ai un merveilleux Maxisun, qui enregistre tout, j'ai pu voir
qu'effectivement le tracé était assez lisse malgré les nuages de la journée !!

Voili, voilà !!

Hervé

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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par flen42 »

@opatrick : dans ton exemple tu oublie que la régulation fonctionne sur un différentiel de température et avec un hystérésis de déclenchement/arrêt

ou alors effectivement si tu pilote l'ouverture de la vanne en fonction d'une température de mélange alors dans le cas que tu évoque tu peux éviter de mal distribuer un peu de chaleur .

mais la vitesse de la vanne n'entre pas en ligne de compte ( ou alors secondairement )
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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par Tom_43 »

A OPatrick,

ds une regule solaire bien faite (comme le maxisun 8-) ) la vitesse du circulateur varie de facon a garder le deta T (bas du balon / sotie des panneaux)) constant. Donc meme si un nuage passe, la T° de sortie des panneaux ne change pas. La vitesse du fluide (donc son débit) diminue, c'est tout.

ce qui corespond tout a fait a l'experience de Hervé (tarassac).

A+

Thierry

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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par Geekolo »

Bonjour Thierry,
Tom_43 a écrit :ds une regule solaire bien faite (comme le maxisun 8-) ) la vitesse du circulateur varie de facon a garder le deta T (bas du balon / sotie des panneaux)) constant.
Est-ce le cas aussi pour un ballon à stratification active, comme celui de Kevin dans son rapport de thèse http://www.apper-solaire.org/Pages/Fich ... /index.pdf ?
Comment gérer alors l'aiguillage du circuit primaire ?
@+
Patrick
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patrick07
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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par patrick07 »

Bjour,

Patrick, la thèse de Kevin ne concerne que l'eau chaude collective, pas le chauffage.

Pour garder un rendement correct il faut que les capteurs travaillent à la température la + basse possible, on est bien d'accord ?
Comme le circuit primaire de toute installation solaire est une boucle, ça veut dire que les récepteurs doivent aussi pouvoir travailler à basse température, cad avoir une grande surface d'émission => plancher, mur, plafond chauffants ou radiateurs très surdimensionnés. Tout ça avec le moins possible d'intermédiaires => pas d'échangeurs, lignes courtes...

La stratification, qu'elle soit passive ou active, n'amène absolument aucun avantage dans ces conditions. En effet, si tu veux avoir 50 ou 60°C en haut de ton ballon il faudra bien qu'à un moment ou un autre tes capteurs montent à cette température. Et en hiver je peux te dire que c'est très difficile et de toutes façons sur une durée limitée.

Par contre, effectivement, si tu veux chauffer 400l d'ECS/jour à 60°C en faisant l'impasse sur le chauffage, pourquoi pas...

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Geekolo
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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par Geekolo »

Bonjour Patrick,
patrick07 a écrit :Bjour,

Patrick, la thèse de Kevin ne concerne que l'eau chaude collective, pas le chauffage.

Pour garder un rendement correct il faut que les capteurs travaillent à la température la + basse possible, on est bien d'accord ?
Ben je ne suis pas sur... si l'énergie est gratuite, hormis le coût de l'installation, un plus faible rendement peut être compensé par une plus grande surface.
patrick07 a écrit :Comme le circuit primaire de toute installation solaire est une boucle, ça veut dire que les récepteurs doivent aussi pouvoir travailler à basse température, cad avoir une grande surface d'émission => plancher, mur, plafond chauffants ou radiateurs très surdimensionnés. Tout ça avec le moins possible d'intermédiaires => pas d'échangeurs, lignes courtes...
On est d'accord
patrick07 a écrit :La stratification, qu'elle soit passive ou active, n'amène absolument aucun avantage dans ces conditions. En effet, si tu veux avoir 50 ou 60°C en haut de ton ballon il faudra bien qu'à un moment ou un autre tes capteurs montent à cette température. Et en hiver je peux te dire que c'est très difficile et de toutes façons sur une durée limitée.

Par contre, effectivement, si tu veux chauffer 400l d'ECS/jour à 60°C en faisant l'impasse sur le chauffage, pourquoi pas...
Dans mon cas les besoins ECS sont 75% des besoins (maison passive). Donc j'aimerai (en hiver), chauffer l'eau au plus chaud que le soleil le permet, et garder cette eau la plus stratifiée possible, par une gestion à la Kevin.
Lorsque la température des capteurs n'apporte rien au ballon, alors on passe en PSD si besoin.
Il est plus utile pour moi d'avoir 400 l dans une strate à 60°C et le reste du ballon presque froid, que 900 l à 40°C (ou quelque soit la température pour 900l à énergie stockée égale)
Alors pourquoi un si gros ballon ? Pour essayer d'engranger de l'autonomie, pour les jours sans soleil.
Le Maxisun le permet-il ?

Merci d'avoir pris le temps de répondre
@+
Patrick
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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par patrick07 »

OPatrick a écrit : Le Maxisun le permet-il ?
Tu peux faire ce que tu veux avec un Maxisun, ou presque:
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Tu pourrais qd même être coincé au niveau du nombre d'entrées/sorties, si tu veux faire 12 contrôles de strate dans ton ballon, par exemple. Le Maxisun ne gère actuellement "que" 16 sondes et 16 sorties.

Tom_43
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Re: Pourquoi faut-il qu'une vanne réagisse si lentement ?

Message par Tom_43 »

tiens ce dernier schéma me dit kkchose :roll:
patrick07 a écrit : Le Maxisun ne gère actuellement "que" 16 sondes et 16 sorties.
mon petit doigt me dit que ca devrait pas tarder de passer à 24 ;-)

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