Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffage

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Bricolo31
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Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffage

Message par Bricolo31 »

Voici donc mon projet que je soumet à votre esprit critique.

Historique
J'ai une cheminée et je me suis dit que ce serait bien d'installer un bouilleur pour faire de l'ECS. Maintenant que j'ai un garage je me suis dit que ça serait bien d'y mettre un gros ballon pour augmenter l'autonomie entre deux allumage de cheminée (3 fois par semaine). Et puis je me suis dit que je pourrais aussi ajouter une production de panneaux solaires. C'est complémentaire, le bois l'hiver, le soleil l'été, et peut-être que je peux me débrouiller pour consommer 0 kWh d'élec sur l'ECS. Le problème du bouilleur c'est qu'il faut impérativement utiliser la production lorsque la cheminée est allumée, et donc que si le ballon est chargé il faut pouvoir utiliser la chaleur produite. J'en suis donc arrivé à l'idée de rajouter un circuit radiateur (histoire de dépenser la chaleur le plus intelligement possible).
Je cherche à faire une installation simple et robuste, pour qu'elle ne me coute pas trop cher, qu'elle ne tombe pas en panne tous les 2 jours et qu'elle ne me coûte plus que ce qu'elle me permet d'économiser. Et bien sûr j'essaye quand même de l'optimiser énergétiquement.

Et j'arrive donc au schéma ci-joint.


Le bouilleur
Je pars sur un modèle de 6kW, qui dans les faits produit de manière très variable (dépend de la température des fumée et donc de la vigueur du feu) mais avec une moyenne que j'estime à 3kW. Le circulateur est piloté par une sonde de température des fumées. Une V3V permet de s'assurer que la température d'eau en entrée du bouilleur est supérieure à 45°C (sauf dans les premières minutes du démarrage). Ensuite ça produit avec un delta T de 10°C.

Les panneaux solaires
De type auto-vidangeable. Cette technologie ne présente pour moi que des avantages :
- pas de glycol : durabilité accrue des joints et meilleur rendement du fait de la moindre capacité calorifique du glycol
- aucun risque de gel (si c'est bien fait)
- pas de montée en pression lors des surchauffes (mais augmentation supérieure de la température des panneaux? Quels retours d'expérience?)
- Installation simplifiée et donc moins chère et moins sujette au pannes.

Vase d'expansion/vidange
Le problème du bouilleur c'est qu'on ne peut pas réguler la puissance et donc lorsqu'il y a une panne de courant ou lorsque le ballon est chargé, le bouilleur monte en température et en pression si le circuit est fermé. J'ai donc opté pour un circuit ouvert (ça tombe bien je vais pouvoir fusionner le circuit avec celui des panneaux). Le circuit est tjrs à pression atmosphérique, il faut juste vérifier le niveau d'eau régulièrement (une alarme devrait m'y aider). Le vase d'expansion ouvert est en fait le vase de vidange des panneaux.

ECS
L'ECS est produite en instantanée dans un échangeur qui baigne dans le ballon de stockage. Une vanne de mélange évite que l'eau parte dans le réseau au delà de 65°C (à voir si c'est le plus pertinent).

Chauffage
J'alimente quelques radiateurs à partir du ballon. Il chaufferont quand la cheminée sera éteinte et pourront permettre d'évacuer la chaleur si le ballon est chargée et que la cheminée fonctionne. Vu qu'il y a des thermostatiques je ne vois pas l'intérêt de réguler la température de départ avec une V3V (à part éviter de se bruler en touchant un radiateur dans lequel de l'eau à 80°C arrive?). Éventuellement je piloterai une pompe à vitesse variable pour qu'elle maintienne un delta de 10°C entre le départ et le retour. La pompe sera enclenchée en fonction de la température de salon, de la température extérieure, d'une horloge, et de la température du ballon (priorité à l'ECS).
Sur cette partie je me pose encore pas mal de question sur la façon de réguler (V2V sur chaque départ pour piloter chaque radiateur? sonde d'ambiance dans chaque pièce? J'essaie quand même de faire simple...)
Le retour chauffage dans le ballon se fera via un canal de stratification pour éviter de déstratifier.

Ballon
En pré-dimensionnement il fait 800l, dont au moins 200l en zone ECS. Il n'y a qu'un seul échangeur, l'ECS.

Je me pose pleins de questions sur la régul et la façon dont je branche les retours des deux productions (canal de stratification? deux retours pilotés par V3V? 1 seul ça suffit, on s'en fout?).

Pour la régul je compte piloter tout ça avec une carte arduino (grande souplesse par rapport à une régul du marché). Il y aura peut-être une passerelle avec un raspbery-pi (j'en ai jamais programmé) pour gérer l'acquisition de données.

En parallèle je suis en train de monter un modèle sous C++ parce que j'ai pas trouvé de logiciel de simul adapté et que je pouvais me fournir. Ça me permettra de trouver le bon dimensionnement (volume ballon, puissance panneaux, bouilleur, régimes de température, et paramètres de régulation). Mais ça c'est une autre histoire...
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monteric
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par monteric »

Bonjour,

Il faut bien se lancer un jour donc deja bravo :cool:
Perso :
- Mettre sur la meme ligne le poele bouilleur et le solaire ne me semble pas une bonne idée mais il y aura surement d'autres avis.
- Un bouilleur qui va te donner 3kw a l'eau ne va pas rigoler pour monter les 800L ... Ca va etre difficile et long et si en plus tu tapes dedans pour le chauffage avec des radiateurs en haut température ben tu n'auras pas d'autonomie sauf a continuellement alimenter ton poele!
Je parle en connaissant un pue puisque l'on a un poele bouilleur qui envoi 14kw a l'eau et il en faut de la puissance pour monter en température.
- Avec 800L tu estime dans les 8m² de panneaux ?

A+

Eric
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par Beone68 »

Bonjour,

J'ai également un système avec un poêle bouilleur, l'ECS instantannée par serpentin dans le ballon et bientôt des panneaux solaires (sous glycol, les panneaux seront plus bas que le ballon).

Pour la partie bouilleur, habituellement on pilote le circulateur avec la température de l'eau dans le bouilleur et pas la température des fumées. La première raison c'est que les températures de fumées peuvent être très élevées donc il faut un capteur idoine (mais ça existe, pas de soucis). La seconde et la principale à mon avis, c'est qu'au bout de quelques minutes, la température de fumée va dépasser le seuil de déclenchement du circulateur, mais l'eau dans le bouilleur sera toujours froide (il faut chez moi entre 15min et 1h pour démarrer le circulateur après la mise à feu, suivant les conditions).
Joindre les circuits bouilleur et solaire ne me parait pas non plus pertinent, car il se peut qu'en hiver les deux circulateurs fonctionnent mais avec des températures d'eau différentes. Ca risque d'être contre-productif et avec des risques de thermosiphon de l'eau du poêle dans les panneaux.

Pour le chauffage, si tous les radiateurs sont équipés de robinets thermostatiques, ils ne pourront pas jouer leur rôle pour évacuer la chaleur du ballon si celui-ci est trop chargé. En effet, on peut imaginer que si le ballon est trop chargé, c'est que le soleil est chaud ou que le poêle a bien tourné. Dans ce cas, il fait chaud dans la maison et les thermostatiques ferment les radiateurs, donc pas d'évacuation de la chaleur.
Là aussi pour la régulation, si c'est une pompe variable pilotée par plusieurs sondes, les thermostatiques vont jouer les trouble-fête. Je pense qu'il est plus simple de mettre une v3v motorisée avec une régulation de chauffage qui la pilote (avec T° extérieur et sonde d'ambiance - attention à son positionnement: dans la même pièce que le poêle et c'est le frigo assuré dans les autres pièces non chauffées par le poêle !) et éventuellement un circulateur éco avec variation de vitesse automatique en fonction des pertes de charges (c'est prévu pour et l'automatisme est intégré dans l'électronique du circulateur). Ou plus rustique mais sans régulation: une v3v thermostatique réglée à par exemple 50°c en départ du circuit de chauffage et les robinets thermostatiques de chaque radiateur régulent pièce par pièce.

Cependant, la solution avec des radiateurs, à moins de les surdimensionner pour travailler en basse température, n'est pas la plus adaptée au solaire, qui travaille avec de meilleurs rendements dans les basses températures.

Concernant le ballon, il y a des ballons avec cheminée + tôle de stratification + échangeur ECS plutôt "chiadés" chez STG Thermie en Allemagne. Exemple de celui-ci avec 2 serpentins pour solaire/autre et un serpentin pour l'ECS:
Image
C'est là où j'ai pris les miens. Il y a peut-être aussi des choses bien chez Nideck (plusieurs membres du forum sont passés par eux, je crois).

Pour l'ensemble, par contre, je me demande comment se gère la corrosion si le circuit est en eau pure avec un vase ouvert ? Dans mon cas, j'ai un circuit fermé sous pression et j'ai mis un inhibiteur de corrosion pour plus de sûreté. Parce qu'entre le poêle, les panneaux, le ballon et les raccordements, il y aura au moins de l'acier et du cuivre dans le circuit.
A voir...

a+
Beone

Bricolo31
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par Bricolo31 »

Merci pour vos retours. Je vais essayer de clarifier certains points, je me rends compte que ma présentation était un peu rapide.

En hiver, lorsque le bouilleur fonctionne la pompe des panneaux est coupée. Effectivement ils ne peuvent fonctionner tous les deux en même temps. Mais la question qui peut se poser c'est : ne serait-il pas intéressant de les faire fonctionner tous les deux? Si oui quelle est la probabilité que toutes les conditions soient réunies et quel est le gain?
Ma maison est très vitrée au sud-ouest et les panneaux seront positionnés sur une toiture orientée de la même façon. J'allume le feu le matin et je le maintien jusqu'à ce qu'il fasse suffisamment chaud. Avec l'expérience j'ai appris à anticiper en fonction de la météo : par temps clair j'arrête d'alimenter le feu à midi au plus tard car je sais que sinon je vais cuire l'après-midi. Donc le feu n'est maintenu que si le temps est couvert et qu'il fait très froid, deux conditions plutôt défavorable à la production solaire. Étant donné l'orientation des panneaux je ne devrait pas produire le matin.
Pour résumer : peu de chance d'avoir les deux productions en même temps.

Pour le bouilleur j'étais parti sur un 6kW...avant de penser que c'était la puissance nominale. Me suis renseigné et apparemment il délivrerait 3 kW en moyenne. Du coup le ballon est peut-être un peu gros...ou le bouilleur trop petit. Tu dis que tu as un bouilleur de 14 kW, quelle est la puissance de la cheminée? As-tu mesuré la puissance moyenne du bouilleur?
Me suis peut-être planté dans le calcul mais avec une puissance de 3 kW si la stratification fonctionne correctement, le volume ECS de 200l augmente de 13°C par heure (aux pertes près) (3kW/1,16/0,2m3=13°C), soit en 4h de feu 52 °C. Une fois que le volume solaire aura atteint la température de retour bouilleur (60°C) le reste du ballon commencera à chauffer. Je dis pas trop d'ânneries?
Comment ça se passe chez toi?

Pour la surface de panneaux je n'ai dimensionné encore mais je pense qu'elle sera réduite. Dans mon principe de fonctionnement les panneaux ne sont vraiment utile qu'en dehors des périodes de chauffe (avril à octobre) pour alimenter l'ECS uniquement. J'imagine que 3 m² devraient suffire pour une famille de 5 personnes...à condition de bien stratifier pour ne chauffer que le volume ECS...

Pour le pilotage du circulateur bouilleur je suis d'accord avec toi Beone mais je me dis que l'eau va tourner dans le bouilleur avant d'arriver à la bonne température et que le volume de canalisation supplémentaire est faible par rapport au volume du bouilleur, et donc que faire tourner l'eau ou la laisser chauffer dans le bouilleur ne va pas changer grand chose à sa vitesse de montée en température et au bistrage éventuel.

Par contre pour le thermosiphon il faudra que je rajoute quelques clapets...je n'ai pas encore entamé cette réflexion.

Tous les radiateurs ne sont pas équipés de thermostatiques, celui du salon jouera le rôle de soupape. Un radiateur de 2kW sur un delta T de 50°C devrait pouvoir évacuer 3 kW avec un delta T de 70°C (90°C-20°C). J'ai calculé ça mais je n'ai plus la note.

Les radiateurs sont surtout là pour utiliser la chaleur excédentaire que pourrait récupérer le bouilleur sur les fumées. Il ne sont pas là pour assurer le chauffage, mais pour en réduire la facture (électrique...).

Tes infos sur les ballons sont inintéressantes, je vais creuser. Merci.

La corrosion aussi est un sujet. Je veux limiter au maximum les apports d'eau neuve et l'oxygénation de l'eau. Je me dis qu'en limitant au maximum l’orifice du vase de vidange (qui le relie à l'air libre) et en ajoutant un film d'huile dans ce même vase je devrait bien isoler l'eau de l'air. Pour ne pas que la surface s'agite je pensais prolonger la conduite de retour des panneaux vers le vase par un tube qui plongerait sous la surface libre.

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Ottiti
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par Ottiti »

Bonsoir

Dans mon installation le circuit bouilleur et le circuit solaire est le même

Effectivement les deux ne tournent pas ensemble en même temps :cool:

Mais cela peut arriver dans ce cas l eau du bouilleur part dans les panneaux ce n est pas dangereux

mais pas productif les panneaux servant de radiateur :cry:

Il suffit de mettre un relais qui coupe le circulateur solaire quant le bouilleur fonctionne. :cool:

Il n est arrivé de pre-chauffer le bouilleur avec le solaire.

J ai un poêle bouilleur de 13Kw qui donne 10Kw a l eau et il faut bien 5 a 6 heures pour passer le ballon de 800l
de 40 a 60°c , bon il est vrai que souvent le chauffage tourne dans cette période de chauffe.

Un bouilleur de 3 kw sera juste bon a maintenir une température existante guère plus :sad:

A+
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Bricolo31
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par Bricolo31 »

Si la pompe solaire ne tourne pas il n'est pas possible que l'eau chaude du bouilleur parte dans les panneaux car ils sont vides. Donc effectivement il suffit de s'assurer que les deux pompes ne puissent fonctionner en même temps.

Ton expérience avec le poêle bouilleur m’intéresse beaucoup. Tu as 10kW sur l'eau, mais quelle est la puissance moyenne qu'il délivre? As-tu des enregistrements? Si ton ballon de 800l prend 20°C en 5h, cela veut dire qu'il reçoit 3,7kW en moyenne. Évidement il faut retirer les pertes du ballon sur la même période et bien sûr le chauffage (à combien l'estimes tu environ?).

Pour ma part je pense que le réseau radiateur ne tournera pas en même temps que le bouilleur, sauf peut-être la première heure de chauffe. La cheminée est suffisante pour chauffer toute la maison (120m² de plain-pied).

J'ai oublié un détail sur mon schéma: Il y aura une résistance électrique dans la zone ECS pour être sûr de ne pas être à court, à mi-saison s'il n'y a pas de soleil.

Concernant la corrosion les réseaux seront en multicouche, les raccord en laiton, les radiateurs...en alu?, et le ballon...???

J'ai réfléchit aussi à la limitation de l'évaporation dans le vase de vidange et je pense qu'il vaudrait mieux remplacer l'huile par des billes plastiques en ajoutant un petit filtre en bas du vase.

Eric, je suis en train d'étudier ton installation, je devrais avoir fini dans 3 semaines :-D ...il y a de la matière

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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par guy delsol »

Bjr...
Sans rentrer dans les détails "bouilleur - solaire"...
Sur le principe, il me semble (dans ton schéma), que la réserve auto vidange, doit être juste sous les capteurs, et non incluse dans le circuit "bouilleur", car à l'arrêt capteurs, avec de l'air dedans, elle interrompt le circuit bouilleur.
Principe de base en auto vidange...l'affaire se joue entre les capteurs et la réserve.. (avec de l'air, soit dans les capteurs, soit dans la réserve.) .le reste de l'instal n'a plus d'importance.
Encore faut 'il que la réserve soit fermée, si non problème de pression sur l'ensemble du circuit, et évaporation.
Voir le sujet" auto vidange en circuit fermé.."
CDLT.
Guy

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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par Bricolo31 »

Les deux réseaux ne fonctionneront jamais ensemble, ils ne se "gêneront" pas.
Par contre si je remonte la réserve l'ensemble du réseau bouilleur se retrouve en charge à l'arrêt, ça me parait plus simple...mais j'essaye de faire en sorte que la réserve soit dans le garage, hors gel. Si je le remonte dans les combles (pour être au-dessus des canalisations bouilleur) je ne garanti plus le hors gel.

Je vais mettre à jour le schéma pour intégrer les dernières réflexions.

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monteric
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par monteric »

Bonjour,

Bonne lecture :-D
Il y a un truc que je n'ai pas tres bien compris, tu parles de poele bouilleur puis de cheminé, pour ma part j'ai compris que tu remplaces la cheminé par un poele bouilleur c'est ca ?
Si c'est le cas attention aussi car le poele risque de t'amener moins de chaleur direct que ta cheminé car une grosse partie part dans le production de l'eau chaude.
Toujours si c'est dans le but de remplacer ta cheminé mais de continuer a l'utiliser :roll2: , connais tu se produit : http://www.flamespace.fr/produit/aquapoly/
J'en parle de temps en temps ici car c'est vraiment bien quand on veut garder l'espace visuel et l'utilisation de temps en temps comme une cheminée classique et on peut aussi utiliser comme un tres bon poele et dans le cas du lien aussi pour produire de l'eau. Et on peut faire a la fois, le pole, l'ECS et la cheminée ou non ... bref pas mal de possibilité.
Perso j'avais installé la version (non bouilleur) dans notre ancienne maison, c'etait vraiment tres sympa pour garder le style de la maison et pour chauffer correctement avec un bon rendement. Assea facile a installer.
Voila au cas ou !

A+

Eric
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECs et chauffag

Message par Bricolo31 »

Je n'ai pas bien compris le système que tu présentes, ça se pose dans une cheminée à foyer ouvert?

De mon côté je n'ai pas de poêle (à force de lire des retours d'expérience sur des poêles je fini par m’emmêler les pinceaux) j'ai une cheminée à foyer fermé et je souhaite y adapter un bouilleur dans le conduit de cheminée de ce type:
http://www.bouilleur.fr/echangeurs_conduit.html

Mais je m'aperçois que je manque de puissance je pourrais aussi ajouter des éléments plats en contact avec l'enceinte du foyer :
http://www.bouilleur.fr/echangeurs_contact.html

Mais je ne connais pas le modèle de foyer dont je dispose (maison achetée en 2010), je ne sais pas comment c'est fait derrière la placo...surprise!

Pour aller jusqu'à ce bouilleur je dois passer les canalisations dans les combles...mais à la base je voulais mettre la réserve/vase d'expansion en zone hors gel, soit sous les combles (voir mon nouveau schéma un peu plus explicite). Mais le remarque de Guy m'a fait comprendre que mon installation comportait une erreur : il y aura un siphon sur l'aller vers le bouilleur impossible à amorcer...et en tout cas difficile et nécessitant de pomper l'air avec le circulateur bouilleur.
J'ai donc remonté la réserve dans les combles, elle se retrouve sur le réseau panneaux uniquement. Une bonne isolation suffira-t-elle à assurer le hors gel? Au sud de Toulouse la température minimale que j'ai pu constater dans ma courte vie est de -13°C et rarement 24h en dessous de 0°C d'affilée.

Concernant le pilotage du chauffage l'idéal me semble être des thermostatiques à consigne pilotable. Via la régul je mets la consigne à 10°C, le chauffage est coupé; à 50°C je fonctionne en décharge forcée du ballon; à 21°C de chauffe; à 16°C je suis en réduit. Ca fonctionnerait comme une régulation centralisée de radiateurs électriques. Ça existe? Je n'ai trouvé que des thermostatiques programmables mais pas pilotables, ou alors via une régul propriétaire.

Enfin pour le pilotage de la pompe bouilleur, vos différentes expériences m'ont inspiré. Je pense piloter la pompe pour maintenir un delta à 10°C, en autorisant le fonctionnement dès que la température dans le bouilleur est suffisante (en haut? en bas?). Le défaut c'est que ça va envoyer un gros débit lorsque l'eau de la boucle n'est pas chaude (pour réduire le delta T la pompe va tourner à fond). peut-être alors qu'il faut plutôt réguler sur la température de sortie, plus c'est chaud plus on envoie du débit.
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffag

Message par Balajol »

Bonjour Bricolo31 et tous,
La réflexion avance :cool:
A la vue de ton schéma, attention au point haut créé au passage Garage /Maison à l'aspiration du circulateur "Bouilleur" (Trait bleu) il y a risque d'accumulation d'air à cette endroit, prevoir la possibilité de purger.

Pour les différents "recupérateurs" envisagés, au regard de leur prix et performances tu aurais peut être intérêt de partir sur un "vrai" bouilleur étant donné les travaux qui 't' attendent pour cette modification de l'existant :sad: Tout dépend de l'accessibilité, matériaux mis en oeuvre etc..

Attention au volume de ta réserve qui doit être au bas mot de : 40 (Dilatation)+ 10 (reserve niveau bas)+ (Contenance capteurs et liaisons jusqu'au niveau de la réserve) ?? + 10 (Réserve d'air capteurs vides)
A mon avis dans les 70 litres avec un ballon de 800 litres :-)

Cordialement
Bertrand
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffag

Message par fm04 »

bonjour,
est-ce que ce systeme de récupération de chaleur ne risque pas de trop faire baisser la température des fumées et provoquer un bistrage du conduit ?

Bricolo31
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffag

Message par Bricolo31 »

Le constructeur du bouilleur que j'ai en tête préconise une température de fumée de 130°C en sortie de bouilleur et une température minimale d'eau de 45°C. Dans ces conditions il n'y aurait pas de soucis.
Mais je n'ai jamais expérimenté...

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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffag

Message par Balajol »

fm04 a écrit :bonjour,
est-ce que ce systeme de récupération de chaleur ne risque pas de trop faire baisser la température des fumées et provoquer un bistrage du conduit ?
Bonsoir,
Normalement la récupération des calories est conditionnée par la t° des fumées (thermostat), avec une régulation adaptée le risque est minimisé.
J ai personnellement un système artisanal équivalent (inox annelé autour du tubage) et n'ai pas constaté une augmentation des dépots.
( 2 hivers)
Le tout protégé par une thermovar et un seuil mini de t°pour le démarrage du circulateur.
Je suis plus suspicieux sur le rapport coût/rendement d'un tel équipement ( pour ma part moins de 200€ )
Simple avis ;-)
Cdt
bertrand
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Re: Projet Bricolo31 - Drainback, bouilleur, ECS et chauffag

Message par Bricolo31 »

Ton tube annelé est fixé en spires serrées autour du conduit? sur quelle longueur? Quel diamètre de tube? J'ai pas trouvé de réponses sur ton projet...mais je l'ai lu un peu vite, j'y reviens quand j'ai du temps.
Ca me parait tout bête est plus simple à poser, pas besoin de travaux sur le conduit...

Je vais suivre ton conseil et ajouter un purgeur au point haut de la branche qui part vers le bouilleur (à ce stade du projet ça ne coute pas un centime :-D )

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