[Avis/Correction] Schéma projet ECS/Chauffage mixte

[Sty_X]

Bonjour et surtout un grand merci à la communauté qui fait vivre ce forum, un vrai petit soleil !!!

Avec ma compagne on se lance dans la rénovation d'une ancienne bâtisse (datée aux alentour de 1570).
Nous allons prendre en charge une bonne partie des travaux : électricité, isolation (15 cm de chaux/chanvre banché) et donc chauffage/ECS.

Cela fait plusieurs semaine que je planche sur un système dont le "cœur" serait un ballon combiné avec production d'ECS instantanée. Côté producteurs : un poêle bûches hydro/bouilleur, des panneaux solaires et une ancienne chaudière gaz en relève de l'ECS et du chauffage si besoin. Côté émetteurs : des radiateurs à eau équipés de robinets thermostatiques.

Évidemment, je ne suis pas chauffagiste, et du coup j’imagine que, malgré les heures à plancher sur mon schéma, il y a encore pas mal d'améliorations à y apporter. Je profite donc de ce poste pour vous le présenter, ainsi que mes questionnements, et espère avoir le maximum de critiques/avis/retours d’expériences/....

Voici déjà le schéma globale pour vous permettre d'avoir une vision d'ensemble ainsi qu'un schéma séparé de chaque partie :

• Ensemble : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0
• Solaire : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0
• ECS : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0
• Chauffage : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0

Côté fonctionnement maintenant :

• Solaire : lorsque la sonde en sortie de panneaux indique une température supérieure à la sonde en entrée de ballon alors le circulateur glycol démarre.
• ECS : L'eau du réseau passe par le serpentin inox. En sortie de serpentin l'eau passe par la vanne dérivatrice [2] :
  - si T°> à 45°C elle est dirigée vers la vanne mitigeuse [3]
  - si T°< à 45°C elle est dirigée vers la chaudière pour être relevée
  L'eau passe ensuite par la vanne mitigeuse [3] pour être mitigée à 45°C puis envoyé vers le réseau ECS
• Chauffage (là ça se complique ):
  
  - Si flambée + besoin de chauffage : l'eau en sortie de poêle est dirigée directement vers les radiateurs via une V3V "tout ou rien", puis "mitigée" via une V3V mélangeuse pilotée par une loi d'eau. En retour des radiateurs l'eau arrive en milieu de ballon.
  Schéma correspondant : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0
  
  - Si flambée sans besoin de chauffage : l'eau en sortie du poêle charge le BT.
  Schéma correspondant : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0
  
  - Si besoin de chauffage mais pas de flambée : l'eau est prélevée en haut de ballon puis passe par un vanne dérivatrice si T°> à 70°C l'eau est envoyé vers le circuit de chauffage sinon elle passe d’abord par la chaudière pour être relevée.
  Schéma correspondant : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0
  
  - Hors gel : L'eau en retour de radiateurs est directement redirigée vers la chaudière via des vannes manuelles.
  Schéma correspondant : https://calci.fr/nextcloud/apps/files_s ... calingup=0

En plus de toutes les retours que vous pouvez faire de votre propre chef, j'aurais également quelques interrogations :

• Je ne suis pas sûr de la pertinence de dévier l'eau en sortie du poêle directement vers le circuit de chauffage. Une option permettant de diminuer la complexité du circuit serait de faire passer, dans tous les cas, l'eau en sortie de poêle par le BT. Cela fait peut-être perde un peu en "réactivité" car il faut que le temps que le haut du ballon soit chaud avant d'être "efficace" pour le circuit de chauffage. Mais ce délais est peut-être négligeable", tout en sachant que le poêle chauffera également directement l'air. Quand pensez-vous ? Le gain de réactivité justifie-t-il la complexité ?
• Y'a-t-il un réel intérêt à la présence de la vanne dérivatrice qui permet de by-passer la relève chaudière sur le circuit de chauffage si l'eau en haut de ballon est déjà assez chaude. L'autre solution permettant de simplifier le circuit serait de faire passer, dans tous les cas, l'eau en sortie de BT par la chaudière. J'avais pensé à la solution avec la vanne dérivatrice pour éviter de perdre des calories en passant par la chaudière si cela n'était pas nécessaire.

Bon ça fait déjà pas mal pour un premier message. D'autres questionnement seront abordés un peu plus tard. J'ai d'ailleurs laissé de côté volontairement la question de la régulation pour le moment.

En tout cas déjà un grand merci d'avoir pris le temps de me lire jusque là et merci également pour vos futurs contributions à ce projet

[j2c]

Bonjour,
Bienvenue sur le forum avec un joli projet.

Quelques remarques :
Avant de chercher technique, je t'encourage à vraiment faire une évaluation des besoins de chauffage de ta maison. Il existe des abaques qui te seront utiles pour dimensionner correctement ton installation
Que ça soit la taille du ballon pour stocker et décaler la consommation par rapport à la production.
Ou pour la taille des radiateurs qui fonctionneront à basse température pour tirer profit du soleil.

Vu que tu es dans la rénovation, peut-être qu'une dalle chauffante au RdC serait une idée (je ne l'ai pas fait, après réflexion, je le regrette, car j'ai pété la dalle pour l'isoler, j'aurais du en profiter pour poser un serpentin !..)


Sur ton premier schéma, je t'encourage à mettre un bypass manuel de ta chaudière pour pouvoir la couper en été. (en plus de ta vanne thermostatique).
La sonde "retour solaire" est mal placée, elle doit être sur le tuyau qui sort du ballon pour aller vers tes panneaux.

Je t'encourage également à mettre un bypass ballon solaire (si pour une raison ou une autre tu dois intervenir dessus, ça te permettra de continuer à pouvoir chauffer ton eau.

D'un point de vue purement régulation, je suis personnellement fan des régulation climatique (en fonction de la température extérieur), couplé à une vanne 3 voies motorisée, ça permet de faire tourner le chauffage en permanence, mais avec une température la plus froide possible (et donc, de tirer partie du solaire ...)

[froglock30]

Salut,

Un seul point me gène c'est la sonde solaire qui serait en entrée de ballon. La mienne était à la base en bas du ballon (donc tant que la température en bas du ballon était inférieure à la température des panneaux ça tournait)

Par contre à l'usage je me suis retrouvé avec un phénomène gênant lorsque le bouilleur était en marche, la faute à la stratification je pense : En fin d'après-midi, je fais une flambée et la température du ballon augmente. Au milieu il est à 45°C mais en bas il n'est qu'à 20°C, le solaire rentrant par le bas du ballon et sortant vers le milieu, au lieu de réchauffer l'eau du ballon on finit par réchauffer le glycol qui remonte dans les panneaux (et donc la température du panneau reste supérieure à la température du bas du ballon) - Et donc je réchauffe les oiseaux - je m'en suis rendu compte en voyant le circulateur solaire tourner un soir après le couché du soleil.

Pour éviter ce phénomène, on m'a conseillé de mettre ma sonde en sortie de ballon et cela à résolu le problème. Dès que l'eau qui ressort du ballon pour remonter dans les panneaux est plus chaude que l'eau qui est dans les panneaux, je coupe. Cela ne gêne pas le fonctionnement estival.

Fred.

[Sty_X]

Merci pour vos réponses !!

Avant de chercher technique, je t'encourage à vraiment faire une évaluation des besoins de chauffage de ta maison. Il existe des abaques qui te seront utiles pour dimensionner correctement ton installation
Que ça soit la taille du ballon pour stocker et décaler la consommation par rapport à la production.
Ou pour la taille des radiateurs qui fonctionneront à basse température pour tirer profit du soleil.

Oui en effet, en parallèle de la technique je potasse l'aspect dimensionnement, je pensais en parler un peu plus tard.

Vu que tu es dans la rénovation, peut-être qu'une dalle chauffante au RdC serait une idée (je ne l'ai pas fait, après réflexion, je le regrette, car j'ai pété la dalle pour l'isoler, j'aurais du en profiter pour poser un serpentin !..)

Merci pour le conseil, c'est toujours bon à prendre !! Mais pour le moment, il n'est pas prévu de toucher à la dalle qui est relativement récente donc on va la conserver/

Sur ton premier schéma, je t'encourage à mettre un bypass manuel de ta chaudière pour pouvoir la couper en été. (en plus de ta vanne thermostatique).

Tu parle de vanne thermostatique sur le circuit ECS ?

C'est noté pour le bypass ballon !
J'ai oublié de le préciser dans mon message initial, mais je n'ai pas fait figurer toutes les vannes 2 voies manuelles permettant d'isoler des portions du circuits pour la maintenance. Cela permet d’alléger un peu les schémas.

D'un point de vue purement régulation, je suis personnellement fan des régulation climatique (en fonction de la température extérieur), couplé à une vanne 3 voies motorisée, ça permet de faire tourner le chauffage en permanence, mais avec une température la plus froide possible (et donc, de tirer partie du solaire ...)

Je pensais aussi partir la dessus (d'où la présence de la V3V mélangeuse sur le circuit de chauffage et pilotée via un régulateur climatique. Mais je pense qu'à ce niveau il y a un soucis avec mon montage : la présence de la vanne derivatrice/thermostatique en sortie de ballon sur le circuit de chauffage qui va forcément imposer une température de minimum 70°C. Il faudrait donc soit que je supprime cette vanne et fasse passer forcément l'eau par la chaudière dont la température de consigne pourrait être pilotée par le régulateur. Ou alors remplacer cette vanne par une V3V mélangeuse pilotée par le régulateur climatique.

La sonde "retour solaire" est mal placée, elle doit être sur le tuyau qui sort du ballon pour aller vers tes panneaux.

Ah bon ?! Mais dans ce cas, le circulateur glycol se met en marche lorsque le bas du ballon est moins chaud que le glycol dans le panneaux. Mais si le milieu du BT est plus chaud que le glycol dans le panneau mais que le bas du BT est en effet plus froid que le glycol dans les panneaux, le circulateur se met donc en marche et c'est alors le milieu du ballon va réchauffer le glycol arrivant dans le serpentin. Non (je ne suis pas certains que ma phrase précédente soit claire...)?

le solaire rentrant par le bas du ballon et sortant vers le milieu

Ce n'est pas l'inverse normalement ? Le glycol chaud entrant en milieu de ballon (par le haut du serpentin) et sortant par le bas du ballon (qui est aussi le bas du serpentin).

[froglock30]

My Bad :)

Je me suis mélangé les pinçeaux ... mais la conclusion est la même vu que le milieu du ballon était chaud, l'eau qui remontait du ballon réchauffait les panneaux qui étaient de fait plus chaud que le bas du ballon. Le déplacement de la sonde sur le retour a résolu le problème.


Fred.

[j2c]

Sty_X ,

Je t'encourage à pousser le raisonnement jusqu'au bout pour le placement de la sonde.

Si le milieu du ballon est tiède (notamment grâce à la stratification), au moment où ton circulateur va se mettre en route, tu vas apporter de l'eau tiédasse venant des panneaux... et faire ressortir de l'eau à température moyenne du bas du ballon par le retour solaire (température tiede).
A ce moment là, la régulation va stopper net ! Ce que tu craint n'arrivera pas ;) On ne vide pas la température du ballon dans les panneaux.


Par contre, si tu laisses ta sonde où elle est:
A un instant T où tu as de l'eau chaude dans tes panneaux, et que le circulateur est à l'arrêt. Tu vas avoir un démarrage du circulateur.
L'eau chaude va sortir des panneaux, et arriver droit sur la sonde à l'entrée de ton ballon.
La régulation va voir de l'eau légèrement plus fraîche, mais sans doute pas assez.. et HOP : coupé le circulateur !

froglock30 a indiqué qu'il est préférable de mettre la sonde dans le circuit plutôt que en applique sur le bas du ballon. C'est un conseil que je lui avait donné à l'époque. Et qui m'a été donné par un pote qui a un chauffe eau solaire viessmann. Sa notice m'a beaucoup aidé.

Pour te convaincre du bon positionnement de la sonde, je t'encourage à ouvrir le manuel installateur de plusieurs chaudière, et régulateur solaire.
C'est trèèèès instructif.
Notamment sur la partie hydraulique.
Ces professionnels de la chaudière, ont des dizaines d'années d'expérience de mise en place de leur solutions, et ils sont dans le vrai !

[Sty_X]

Merci pour ta réponse !

Par contre, si tu laisses ta sonde où elle est:
A un instant T où tu as de l'eau chaude dans tes panneaux, et que le circulateur est à l'arrêt. Tu vas avoir un démarrage du circulateur.
L'eau chaude va sortir des panneaux, et arriver droit sur la sonde à l'entrée de ton ballon.
La régulation va voir de l'eau légèrement plus fraîche, mais sans doute pas assez.. et HOP : coupé le circulateur !

Oui en effet, là, ça parait plus qu'évident que la sonde en entrée de glycol ce n'est pas le plus judicieux ! Je suis bête de ne pas y avoir pensé Merci aussi à Froglock, j'ai relu ton explication et oui je comprends maintenant !

froglock30 a indiqué qu'il est préférable de mettre la sonde dans le circuit plutôt que en applique sur le bas du ballon. C'est un conseil que je lui avait donné à l'époque. Et qui m'a été donné par un pote qui a un chauffe eau solaire viessmann. Sa notice m'a beaucoup aidé.

Je viens d'aller emprunter le bouquin "Installer un chauffage ou un chauffe-eau solaire", il y est aussi recommandé de placer la sonde dans le glycol plutôt que dans l'eau du ballon afin de gagner en précision et bien entendu ( ) en bas de ballon.

==> Je vais faire les modifications

Si vous avez d'autres remarques ne vous privez pas

[yves35]

bonjour,

J2c a écrit : ↑
lun. oct. 17, 2022 11:35 am
La sonde "retour solaire" est mal placée, elle doit être sur le tuyau qui sort du ballon pour aller vers tes panneaux.

Ah bon ?! Mais dans ce cas, le circulateur glycol se met en marche lorsque le bas du ballon est moins chaud que le glycol dans le panneaux. Mais si le milieu du BT est plus chaud que le glycol dans le panneau mais que le bas du BT est en effet plus froid que le glycol dans les panneaux, le circulateur se met donc en marche et c'est alors le milieu du ballon va réchauffer le glycol arrivant dans le serpentin. Non (je ne suis pas certains que ma phrase précédente soit claire...)?

le raisonnement de styx est tout a fait correct

il n'y a qu'un seul cas ou on peut utilement( et temporairement )mettre la sonde sur la sortie de serpentin:c'est à la mise en service lorsque tout le ballon (la partie solaire) est à la même température,il est alors équivalent de mettre la sonde en entrée ou au milieu ou en sortie de serpentin puisque l'information lue est égale partout).
Ensuite dès que la partie "solaire" du ballon se charge il y a un étagement des températures de l'eau. Le plus chaud en haut ,le plus froid en bas . Si la sonde est placée tout en bas elle n'a pas d'information correcte sur l'état des températures en haut et peut faire fonctionner le ballon en décharge(piquer de la chaleur en haut de la partie solaire pour l'envoyer en bas puis ensuite vers les capteurs).
Pour cette raison ,on fait une "cotte mal taillée " et on met la sonde vers le milieu de la partie solaire. Mais on n'est jamais à l'abri d'un bidouilleur de génie qui mettrait un rangée de sondes étagées verticalement pour permettre à une régulation adaptée de décider pile poil quand il faut démarrer ou pas . Je suis tranquille ,ça se fera un jour

Pour tenter de convaincre,un exemple:
-pas de tirage ,il a fait beau la partie solaire est à 60°C en haut et disons 45 en bas. Ce que la sonde "voit" c'est une température de 56°C si elle est au milieu et de 45 si elle est en bas.
-on prends une ou deux douches(ou pire une douche à deux ) ,il rentre de l'eau à la température du réseau d'eau froide (disons 10°C) donc la sonde en bas voit une température de 10°C (la sonde au milieu disons 50°C). C'est sur cette information que la régulation décide de démarrer.
A votre avis que se passe t'il si la température dehors est douce (disons 15°C), que la régulation ait été réglée au ras de fesses (DT ON de 5 K) et qu'il fasse nuit(on prends souvent des douches le soir) ?
Le circulateur démarre , de la chaleur est prélevée en haut (puisque la circulation se fait de haut en bas) en vient réchauffer le bas du ballon (déstratification ) .La température montant en bas, elle ne s’arrêtera que lorsque les capteurs seront plus froids que le bas du ballon. Ce qui arrivera quand la partie solaire aura été vidée.
Si la sonde est placée à mi hauteur environ ,elle verra une température de 50°C environ et la régulation ne ferra circuler que si l'apport solaire est possible avec un bénéfice.

Le réflexe courant des installateurs dans ce cas est de mettre la régulation en cause,alors que c'est juste une sonde mal placée.

C'est expliqué entre autre sur ce post de sebasol(attention bien lire,il s'agit d'une spéculation sur le pontage de 2 échangeurs):
http://www.sebasol.info/forum.aspx?f=fo ... 3&niveau=1

Enfin, dans le cas d'un tel pontage en série, le bon fonctionnement du système dépend effectivement du placement correct de la hauteur de la sonde sur le chauffe-eau. La règle de base est que pour avoir un échange correctement régulé, la sonde doit être placée à mi-hauteur entre l'entrée et la sortie de l'échangeur. Cela ne pose aucun problème dans le cas d'un seul échangeur. Par contre, si on ponte deux échangeurs de surface et de hauteur différente en série, cela devient plus compliqué de savoir où placer la sonde. Un mauvais placement fera fonctionner l'installation en décharge au lieu d'en charge si la radiation extérieure est faible ou variable. L'emplacement habituel à mi-hauteur de l'entrée-sortie de l'échangeur du bas n'est en effet plus approprié, mais il ne faut pas monter trop haut. Un emplacement assez bon est autour du niveau de l'entrée de l'échangeur du bas. A partir de là, il faut tâtonner un peu pour trouver la hauteur la plus satisfaisante, en gardant néanmoins à l'esprit qu'un tel système de stratification "passif" ou les deux échangeurs sont en permanence en série, ne sera jamais aussi bon qu'une stratification "active", où via une vanne 3-voies on entre soit dans l'échangeur du haut (et on parcours les 2 en série), soit seulement dans celui du bas (avec en prime un débit plus élevée, et donc une puissance de charge haut-débit plus efficace).

Tout ce raisonnement sur la stratification est toujours juste, mais il n'a un sens pratique que pour l'hiver et surtout, l'entre-saison. En été, le chauffe-eau est de toute façon à coin et de telles subtilités n'ont aucune importance.

Froglock je crois que tes dysfonctionnements sont liés à un ballon trop petit ,la partie haute doit être assez grande pour accueillir toute la charge bouilleur sans déborder sur la partie solaire.

stix tu aurais peut être un bénéfice à aller là:
http://www.sebasol.info/public/Sebasol_ ... _autre.pdf
http://www.sebasol.info/public/Cours_de ... nquete.pdf
http://www.sebasol.info/cours.asp
pour info le chaux chanvre est un isolant très modeste

yves

[froglock30]

Salut,

@Yves35 Je pense que tu as raison pour mon volume de ballon, il était initialement prévu pour le bouilleur seul, le solaire a été rajouté ensuite, séparément ça fonctionne bien, c'est ensemble que cela coinçait ... bon j'arrête de polluer le fil :)

Fred.

[Sty_X]

Bonjour Yves et merci pour ta réponse !

De nouveau très instructif !!!
Si chaque positionnement présente des avantages et des inconvénients, la position intermédiaire peut permettre de les moyenner. Tout en sachant que ce positionnement sera aussi dépendant des piquages présents sur le BT.

J'avais déjà parcouru le site de sebasol, notamment cette page https://www.sebasol.ch/linstallation-ec ... loppement/, où, en effet, les sondes sont placées en position intermédiaire mais sans explication à ce sujet.

Merci également pour les liens vers la formation, mais c'est malheureusement loin de chez moi.


PS : Pas de soucis Fred, tu es le bienvenu

[vile-coyote]

bonjour à tous,

lorsque le soucis ne sera plus qu'un positionnement de sonde, il y aura eu du travail de fait.......

tu as dans ma signature mon ancienne installation, qui est toujours en fonctionnement,

j'avais considéré que le principal mode de chauffage n'était ni la chaudière ( puis la pAC) ni le soleil ni rien d'autre mais bel et bien le ballon,
c'est lui qui décidait de tout.
je t'invite sur le même chemin, tout devient beaucoup plus simple.
tu stockes le maximum d'énergie et lorsqu'il en manque tu allumes le poele si tu as envie ou la chaudière s'il le faut.
il existe des régulations solaires du commerce qui font ca très bien, la deltasol BX plus par exemple.
et tu laisse la chaudière réguler la V3V ou mieux la V4V de départ chauffage, en fonction de la température extérieure.

les grandes inconnues dans ton projet c'est, le volume du ballon, la surface de capteur.

en fait ce sont les 2 éléments les plus importants du système.

[j2c]

Yves35, je n'ai pas la science infuse.
Quand on mets la sonde en bas, le fait de lancer le circulateur permet de récupérer la température moyenne entre le départ et la température moyenne du ballon.
Je n'ai jamais eu de problème depuis ce placement.

Mais effectivement, le démarrage partiellement chargé esr moins optimum.

Par contre, en cas de positionnement sur le ballon, il faut impérativement un doigt de gant.
Le positionnement en surface (Après avoir percé l'isolation ) est MERDIQUE. Tant que le ballon est froid c'est bon... mais quand il est chaud, on a un gradient de température entre l'eau et la surface qui engendre une erreur de mesure. (De plusieurs degrés )

[Sty_X]

Bonjour à vous tous,

Voici quelques nouvelles du projet et surtout quelques inquiétudes.

Parallèlement à l'auto-construction, j'étudie également la question de faire appel à un artisan car les aides MaPrimeRénov sont envisageables pour ce type d'installation. Dans mon secteur, il y a 3 entreprises qui détiennent la certification QualiSol Combi nécessaire pour bénéficier des aides sur une installation solaire combinée donc.

Un premier artisan est passé pour un visite. il n'a pas semblé "surpris" par le projet, on a pas mal discuté de différents possibilités (je lui ai expliquer que j'étudiais la possibilité de l'auto-construction et il s'est même proposé de jeter un œil à mes schémas), etc... Le projet lui semblait viable.

Aujourd'hui une seconde entreprise me rappelle et nous discutons du projet. Et là... douche froide !!! Selon cet artisan ce type de montage est absolument inconcevable !!

• Trop de puissance en été pour faire uniquement de l'ECS. Selon lui c'est bien que si on a une piscine...

• En hiver le poêle bouilleur sera absolument insuffisant pour chauffer une habitation "confortablement". Surtout quand je lui ai dit que je n'avais pas de plancher chauffant mais "simplement" des radiateurs surdimensionnés. Il m'a dit clairement qu'il ne posait plus de poêle hydro.

Là dessus, il m'a vanté les multiples avantages des PAC, LA Solution selon lui. Ou à la limite chaudière bois/pellet + gros BT.

Bon j'avoue que de mon statu de novice en la matière, sans grande expérience dans le domaine "que" mes lectures (internet et bouquins), se prendre un discourt comme cela s'est "un peu" déconcertant . D'un autre côté, ce forum et d'autres sites regroupent quand même pas mal d’exemples que se type d'installation peut-être viable.

J'aurais besoin d'un petit coup de "rassurance"