Calcul de production de KW solaire ?

[GRIZLI00]

Bonsoir,

Petite vérif de mon installation pour la production KW,

Aujourd'hui pour mon ballon 350L

Matin T° bas 25° T° haut 40°
Soir T° bas 65° T° 67°


Ais-je un gain et entretien

1: de 42° soit 67°-25°

OU

2: (65°-25°) 40° + (67°-40°) 27° = 67° / 2 ( puisque j'utilise 2X le volume en prenant le 2 valeurs haut et bas) soit un gain de 33,5°

production Kw =

1: Si delta 42° = 42 X 350 X 1.16 = 17, 05 KW / 9 heures de rayonnement= 1,89 Kw/Heures pour 60 tubes 58/1800

OU

2: SI delta 33,5°= 33,5 X350 X1.16 = 13,60 KW/ 9 heures de rayonnement=
1,51 Kw/heures pour 60 tubes 58/1800

A votre avis quels est la bonne base de calcul de gain de ° et de production de KW sur le volume total du ballon le point 1 ou 2 , ou une autres formules.

[michel.durieu]

La deuxième solution est la plus proche de la réalité à mon avis.
Ensuite, tu fais un calcul de puissance moyenne.
Personnellement, je préfère le calcul de puissance instantannée.
A cause de l'orientation des capteurs, j'ai remarqué que la puissance est de 1kw à 10h et 4kw à 14 heures (midi solaire avec le changement d'horaire).
Pour comparer les capteurs et les systèmes, la puissance max est + appropriée.
A+

[YvesBr]

[quote="GRIZLI00"]

Petite vérif de mon installation pour la production KW,
[/quote]

La production se mesure en kWh. La puissance moyenne se mesure en kW.

Dans le ballon, on peut supposer qu'il y a un volume en haut à la température indiquée par le capteur haut, et un volume en bas à la température indiquée par le capteur bas. Il existe un plan de séparation entre le deux volumes dont la position n'est pas connue. Cà peut être juste en dessous du capteur haut comme juste au dessus du capteur bas. Je ne vois pas de moyens de l'estimer correctement avec ces deux mesures. Une solution est de faire une moyenne, mais il reste une incertitude importante.

Yves

[michel.durieu]

Pour être fixé.
Avant une journée de soleil, tu vides totallement le ballon de son eau chaude en le remplissant d'eau froide .
Tout le ballon sera à température constante (environ 15°).
La journée, il chauffera.
Le soir, la température sera la même en eau et en bas.
Et le calcul sera juste .
A+

[GRIZLI00]

Bonsoir,



Non, pas d'accord la T° sera malgré tout différente entre le haut et le bas, il suffit de faire un test quand on prend un bain , une fois la baignoir remplie et l'eau reposé 15 minutes , le dessous sera plus froid, dans le ballon c'est pareil , j'ai déjà testé , la différence est moindre pour le ballon, étroitesse de celui-ci oblige.

Pour moi la puissance instantanée n'apporte aucune valeur réelle, juste une parenthèse dans la production journalière, un peu comme l'ordinateur de bord d'une voiture qui ne donne que la conso à X vitesse, le mieux est la conso moyenne sur une période.

[p_bricoleur]

Bonjour,

Il n'est en effet pas facile de calculer l'énergie gagnée.
Faire la moyenne entre le haut et le bas peut donner une estimation mais comme le dit Yves, ça peut être trompeur.

Par exemple, si on a 25°C en bas et 65°C en haut :

1) Le ballon peut être plein d'eau à 65°C (car on a amené de la chaleur solaire à haute température) et on a juste de l'eau froide en bas/

2) Ou le ballon est plein d'eau à 25° avec juste un peu d'ECSà 65°C

3) Ou n'importe qu'elle situation entre les 2.

Plus le ballon stratifie bien, plus les températures sont séparées et donc le contenu difficile à prévoir.

Cordialement

[michel.durieu]

Question à P Bricoleur

Est-ce qu'un ballon réchauffé avec un échangeur en position basse stratifie en chauffant?

Je conçois qu'un ballon réchauffé en direct sans échangeur apporte de l'eau chaude qui monte et créé la stratification par rapport à l'eau plus froide du ballon qui descend parce que les 2 ne se mélangent pas ou peu.
C'est le cas aussi si on tire de l'eau sanitaire pdt l'expérience.

Par contre , avec un échangeur sur le bas , la chaleur est diffusée dans de l'eau froide, qd elle devient tiède, elle monte, l'eau froide du haut du ballon la remplace et elle est chauffée à son tour. Dans ce 2ème procédé, il me semble logique que la T° l'eau est homogène dans le ballon à un chouillat prés.

A+

[p_bricoleur]

Bonjour,

Lorsque l'eau froide est réchauffée par le serpentin, elle monte.
Il se crée un courant ascendant continu au dessus des spires du serpentin.

Oui il y a des échanges avec l'eau autour plus froide, mais cette eau un peu réchauffée monte aussi et "protège" le courant chaud.

En pratique, l'eau chaude contient beaucoup de chaleur et il faut beaucoup de chaleur pour la réchauffer.
Des transferts de mélange se font mais sont faibles par rapport au courant montant.
Les différences de densité entre eau froide et eau chaude sont suffisantes pour que l'eau chaude monte vite.

C'est assez étonnant mais ça marche très bien.

Si on fait l'expérience suivante :

- on chauffe en bas d'un ballon avec une puissance permettant de chauffer de l'eau à 30° pendant un moment

- puis on chauffe avec une puissance permettant de chauffer à 50° pendant la même durée

On retrouve après un moment (il faut que ça se calme) dans le ballon tout en haut la quantité d'eau à 50°, puis dessous la quantité à 30° puis dessous l'eau froide.
L'eau chaude à 50° est passée par dessus celle à 30° qui s'est remise en place.

Bien sûr on a perdu un peu en température par mélange et les frontières entre températures sont un peu floues, mais le résultat est là.

Cordialement

[michel.durieu]

Bonsoir P Bricoleur
J'ai fait indirectement une expérience sur la stratification cet après-midi:

Il y a chez moi une chaudière fioul de 1974.
Le constructeur annonce un rendement de 0.86
Je souhaite connaître son rendement réel.

Pour le calculer, j'ai remplacé l'eau chaude du ballon de 200 l par de l'eau froide à environ 20°.
J'ai fermé les vanne du chauffage et j'ai mis en route la chaudière pour l'ECS.
A chaque démarrage et arrêt de la chaudière , j'ai noté la température du ballon (à 40 cm du bas), le temps de fonctionnement du brûleur et la température de la chaudière.
Qd le ballon a atteint 60° en bas au niveau de la sonde, j'ai arrété l'expérience.

Vérication de la stratification:
J'ai fais couler un robinet d'eau chaude pdt 5 mn pour prendre la T° en haut du ballon
Résultat: 58.5 °c
Pas de différence de taille entre haut et bas donc pas de stratification (sans trucage!)

Les calculs:
Puissance chaudière= (Tb2-Tb1)*4.18*200/t
avec Tb: température ballon
t: temps de fonctionnement brûleur

Résultat:
25 kW environ si je prends Tbx au démarrage du brûleur
28 Kw environ si je prends Tbx à l'arrêt du brûleur
Je ne m'explique pas bien cette différence.
Je prends la moyenne comme résultat (26.5)

Correction pour capacité thermique du chauffeau
26.5 (+10%)= 29 kw

Consommation:
La chaudière consomme 6l/heure (estimation difficile avec la jauge de la cuve)
Donc 29/6 = 4.8 kwh/l

Rendement
PCI fuel: 10 kwh/l
Donc 4.8/10: 48%

Conclusion:
Faudrait envisager de changer le matériel.

[GRIZLI00]

Bonsoir,

Le rendement d'une chaudière ne se calcule pas sur le transfert de puissance et de chauffe par rapport à un ballon , mais par rapport à la montée en T° de son volume interne , du débit gigleur et surtout la T° des fumées .

En dessous de 125° de T° des gaz , faire attention aux condensats dans les conduits non-isolé.

[p_bricoleur]

Bonsoir,

2 sujets :

- Pas de stratification dans le ballon ECS de la chaudière

Puisque la chaudière chauffe tout le ballon assez rapidement, il n'y a pas d'intérêt à stratifier pendant la chauffe.
D'ailleurs, souvent les ballons ECS de chaudières ont un gros serpentin qui va quasiment de haut en bas et tout chauffe à peu près en même temps.
C'est une des raisons qui fait que ces ballons sont impropres à faire du solaire.

Par contre, tous les ballons ECS (de chaudière, électriques) sont conçus pour ne pas mélanger l'eau froide entrant en bas avec l'ECS. Cela sépare la partie chauffée de la partie non chauffée.

Il n'y a donc pas un gradient de température dans le ballon.
Mais une hauteur d'ECS chaude en haut, puis une hauteur d'eau froide en bas. La frontière entre les 2 monte à chaque tirage d'ECS.


- Rendement de la chaudière

Avec une chaudière à fioul, mesurer la consommation n'est pas facile et pas très précis (avec une chaudière gaz, il suffit de suivre le compteur).

Une chaudière de 1974 ça fait déjà vieux... je sais qu'une chaudière en fonte est increvable mais plus de 30 ans ça fait beaucoup...

C'est quoi ta correction pour "capacité thermique du chauffe eau" ?

Tu ne nous donnes pas tous les chiffres, mais avec un rendement de 50%, on a perdu dans l'opération ce qu'il faut pour monter 200 litres d'ECS de 40°C soit environ 9,3 kWh.
Ca suffit pour chauffer une maison bien isolée pendant plusieurs heures !

Autre manière de voir les choses :
- si le fioul coûte 0,67 € le litre, le kWh pour chauffer l'ECS te coûte avec ce rendement 0,67€/l / 10kWh/l / 50% = 0,13 €
- avec un ballon électrique (rendement 100%), il te coûte 0,1 €...

Attention aussi aux rendements : le constructeur annonce un rendement de combustion, pas un rendement final, càd qu'il ne prend pas en compte:
- les pertes dans les tuyaux pendant la chauffe,
- le chauffage initial de la chaudière
- la chaleur perdue dans les tuyaux après l'arrêt de la chauffe
- etc

Chez moi (chaudière gaz naturel), j'ai noté que le rendement était moins bon pour l'ECS que pour le chauffage.
La raison est qu'une chaudière basse température a son rendement idéal en sortant de l'eau à 50/60° (à ces températures, on peut mettre sa main dans la cheminée).
Mais pour réchauffer rapidement le ballon ECS à 50°C, il faut envoyer de l'eau plus chaude que ça dans le serpentin. Donc la chaudière chauffe de l'eau à 85°C pour accélérer, mais son rendement est beaucoup moins bon.

Cordialement

[michel.durieu]

Bonjour

Sujet 1 - rendement:
Effectivement, 48 % de rendement c'est pas le top!
Je n'ai pas tenu compte des pertes dans les tuyaux.

Pourquoi +10% pour capacité thermique du chauffeau:
Qd on chauffe l'eau , on chauffe aussi la paroie du chauffeau.
Si elle est en acier de chaleur massique 500 kj / kg (4180 pour l'eau) et que le chauffeau pèse 60 kg, c'est comme s'il fallait chauffer 7 l d'eau en plus.
Si le chauffeau fait 200l, ça représente +3.5%

La même expérience avec les panneau solaire sur un ballon identique m'a conduit à penser que la correction doit être un peu plus forte.
Explication: L'intérieur du chauffeau ne doit pas être en acier.
J'en ai ouvert un, la surface interne du chauffeau est revétu avec un revètement brillant (verre?)

Sujet 2 stratification:
Le chauffeau se comporte comme tu l'expliques.
Il chauffe apparemment le chauffeau en entier de façon homogène.
Ensuite, à chaque tirage, l'eau froide pousse l'eau chaude en haut.

Autre remarque, le serpentin de 0.9m² est bien localisé uniquement dans la partie basse, pourtant il ne stratifie pas.
Il est également revétu d'une matière brillante.
A+

[p_bricoleur]

Bonjour,

OK pour la correction, je pensais bien que ça devait être çà.
La plupart des ballons ECS sont en acier recouvert d'une sorte d"émail pour éviter la corrosion, c'est l'espèce de revêtement vitrifié que tu as vu.
L'émail conduit bien moins bien la chaleur que l'acier, ça fait une petite isolation...

Si dans ton ballon chaudière, le serpentin est en bas et que ça stratifie pas, c'est parce que la sonde est en général vers le bas, et la chaudière ne s'arrête de chauffer que quand tout est chaud.
Mais si tu arrêtes la chauffe au milieu du cycle et que tu attends un peu, le haut du ballon sera plus chaud que le bas.
Il faut attendre avant de regarder pour 2 raisons : que le serpentin se refoidisse et que la stratification se stabilise.

Cordialement

[michel.durieu]

Bonsoir

Ok pour la stratification, j'ai pas attendu assé de temps pour faire la mesure c'est pourquoi le ballon était encore homogène.

Concernant le ballon, il ne s'agit pas du ballon d'origine de la chaudière.
J'ai placé deux chauffeaux neufs à un échangeur à côté de la chaudière.
Le premier fait du préchauffage solaire.
le deuxième remplace le ballon de la chaudière .
Le ballon de la chaudière qui se trouvait au dessus de celle-ci a été supprimé.

J'espère ne pas avoir bousculé trop le comportement de la chaudière car avant, son ballon chauffait par thermosyphon, maintenent, le ballon de remplacement chauffe via une pompe.

Le but de la manoeuvre est de limiter la chauffe de la maison l'été car l'ancien ballon de la chaudière en inox se comportait comme un vrai radiateur. D'aprés le plan, l'échangeur de ce ballon n'est pas un serpentin noyé mais est un élément de la paroie (une double paroie).

Depuis la suppression du ballon chaudière, la pièce fait bien 3 ou 4 degrés de moins.

Une question: qu'est que tu penses de ma méthode pour comparer 2 installations de capteurs? (cf. rubrique "vos installations"/"expérience des autres")
A+

[ramses]

bonsoir a tous,

je "rallume" ce post car je me pose la question de savoir pourquoi le calcul de rendement de la chaudiere fait par michel.durieu n'a pas ete fait plus simplement? Je m'explique :

On coupe le circulateur et la vanne du ballon d'ECS

On vide le ballon d'ECS de son eau chaude et on la remplace par de l'eau "froide" a temperature connue

On fait tourner la chaudiere afin qu'elle soit a temperature de regime normal

On connait la pression mazout et le debit du gigleur(souvent exprime en gallon/heure ...)

On coupe le circulateur radiateur, on ouvre la vanne ECS, on ferme la vanne radiateur et on demarre le circulateur ECS.

On demarre la mesure du temps de debit du gigleur

On note regulierement la temperature ballon et le temps fonctionnement gigleur

Quand la temperature est atteinte dans le ballon, on arrete le chrono.

Apres cette manip, on remet l'install en fonctionnement normal apres les tests ... :D )


On a donc comme valeurs :
volume du ballon en litre Ve
t° de depart t°d
t° finale t°f
volume de mazout consomme Vm
Pour ce dernier point, il suffit de se reporter a l'abaque du gigleur qui donne le debit exacte pour une pression donnee (on trouve les abaques sur le net). Attention : utilisez un gigleur relativement nouveau sans quoi le debit augment puisque le "trou" s'agrandit au passage du mazout et des "crasses" qu'il contient par abrasion du bronze.

Ve . ( t°f - t°d ) = calories apportees dans le ballon.

Vt . 8600 = calories consommee par la chaudiere.

le rapport des deux donne le rendement de la chaudiere.

pour info, le PCI du mazout est de 10 KWh/ litre soit 8600 calories

Bien a vous tous