PAC Piscine autovidangeable pour chauffage maison

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Messagepar pierre07 » Dim Jan 29, 2012 14:07 pm

Bonjour à tous et merci pour ce forum que je consulte depuis 5 ans.
Mon instal solaire avec du matériel de l'association APPER fonctionne sans problème depuis 5 ans.
Je mets ici un post en double de chaleur terre pour avoir vos conseils car il concerne l'autovidangeable

il peut intéresser des passionnés d'eau chaude et de régule Wink

J’ai, comme source principale de chaleur, une PAC Airmat qui me satisfait pleinement tant au niveau de la régule qu'au niveau financier. (AIR/eau split sur PC et radiateurs) Départ PC 25~31°C retour PC 22~26°C circulateur position 1
Elle a une résistance supplémentaire de 3kW (résistif pur)

J’ai, comme deuxième source de chaleur, un poêle à bois buche transformé en bouilleur autovidangeable pour récupérer les calories qui partent dans les fumées ceci afin de réchauffer l’eau du retour plancher chauffant de la PAC et ainsi la soulager par grand froid ; j
Dès qu’il y a de la flamme dans le poêle et suffisamment de chaleur dans les fumées, la PAC Airmat s’arrête et la maison n'est chauffée que par le bois.
Plancher chauffant en bas, thermostatiques fermés à de l'étages par convection de l'air chaud.
La nuit lorsque le poêle s'arrête, la PAC prends la relève de façon transparente. aussi bien pour le PC que pour les radiateurs
(que du bonheur ...)

Voir l’instal et des photos ici :
http://chaleurbois.free.fr
http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?t=1896
http://www.chaleurterre.com/forum/viewtopic.php?t=5630

Ce système est basé sur un cumulus-échangeur de 100L bricolé pour y introduire un serpentin.
L’eau morte (=non oxygénée) de ce cumulus est réchauffée en passant dans le bouilleur du poêle. Le retour PC est, lui, réchauffé en passant dans un serpentin cuivre de 20m qui trempe au bain marie dans l'eau du cumulus.
Il y a donc deux circuits bien séparés : l'eau qui passe dans le PC et rad est différente de l'eau stockée dans le cumulus échangeur.
C'est un thermostat qui commande une vanne 3 voies mélangeuse pour faire passer un certain pourcentage du retour PC dans le serpentin du cumulus-échangeur.
pourcentage réglable par un fin de course électrique.

Tout ce système m’a permis d’analyser assez finement les besoins énergétiques de la maison grâce à des sondes de Tp , des mesures de débit (facile en circuit ouvert) et un compteur électrique branché sur la PAC (TYWATT)

Je souhaite agrandir la maison avec un nouveau Plancher Chauffant
L’Airmat de 5kW électrique ne sera pas assez puissante pour tout chauffer lors de Tpext <5°C ou alors elle sera toujours au taquet.

Elle est déjà limite actuellement par grand froid persistant (-10°C) d'où le poêle à bois...


Je compte donc rajouter une troisième source de chaleur :

Pour cela, j’ai acheté d’occasion, très peu cher, une PAC de piscine CLIMEXEL HM102 de 3kW : c’est une PAC piscine basique, R407, sans inverter , la régule se fait sur le retour d’eau, la consigne max est de 32°C, elle peut inverser son cycle pour dégivrer. (indispensable dans mon cas)
Elle dispose, et c’est important pour la suite, d’une sécurité manque d’eau qui l’arrête instantanément si le débit d’eau est inférieur à 1,5m3/h (mesuré) et la redémarre après une temporisation de 2 min si le débit revient.
http://www.piscines-online.com/pompe-a- ... -14kw.html
le capteur de débit ici
http://www.h2o-piscines-spas.com/boutiq ... xel/28351/

Mon idée est de réchauffer l’eau du cumulus échangeur par cette PAC.
Un simple thermostat démarre un circulateur (ou une pompe ?) lorsque la tp ext est inférieure à 3°C (réglable) l'eau circule dans la pac et elle se met en route au bout de 2 min. elle fournie environ 6~8 kw pour 3°C ext

Je fais comme si l’échangeur était La piscine de seulement 100L à forte déperdition (le plancher chauffant soutire de la chaleur)
Ces 100L dans l’échangeur, feront office aussi de ballon tampon pour éviter les courts cycles de la CLIMEXEL ! (j’ai lu que 15L par kW était un bon rapport)

L'idée est de brancher un thermostat simple qui démarre le circulateur de la PAC quand la Tp ext descend en dessosu de 5°C
Elle viendra épauler la première PC (comme les résistances d'appoint mais avec un COP de 2)

exemple : pour 5°C ext la pac piscine donne 6 kW, la maison en a besoin de 9kW l'airmat fourni le complément (3kW) en modulant suivant la Tp ext

Le comportement attendu sera :
- par Tp clémentes: l’airmat travaille seule au ralenti et fait la régule.
- par Tp froides, la climexel vient l’épauler de ses 2*3kW (2=COP) l’airmat ne fait que le complément et la régule. La climexel peut tourner en continu si nécessaire.
- lorsque que le poêle est allumé, il participe lui aussi au réchauffage de l'eau de l'échangeur et peut mm arrêter la PC piscine

Exemple typique à 0°C extérieure avec des valeurs réelles de mon PC:
retour 23°C départ à 30°C nécessaire.
consigne de la pas piscine réglé au max 32°C :

Si l'eau dans l'échangeur est inférieure à 32°C la pac piscine tourne en continu . l'eau du retour PC est remontée de 23°C à 28°C l'airmat fait le complément à 30°C

Si l'eau dans l'échangeur dépasse 32°C , la pac piscine s'arrête et c'est l'airmat qui fait toujours le complément et la régule . à 31°C la pac piscine redémarre

Si l'eau dans l’échangeur monte à plus de 40°C car le poêle est en service , le retour PC peut alors être réchauffé au dessus de la consigne de l'airmat et là les deux PAC s’arrêtent !

La nuit à l'extinction du poêle, les PAC prendront la relève successivement : une montée en puissance progressive..

Tout cela sans automate programmable, ni ordi, et sans toucher le circuit principal de chauffage donc sans interruption de chauffage ...

Je pense que cela peut marcher car j'ai de nombreux réglages dans l'instal :
- thermostat de l'arrivée d'eau de la pac piscine entre 10 et 32°C
- thermostat sur l'ext de démarrage de la pac-piscine entre -20°C et 30°C
- % d'eau du retour PC passant dans le serpentin du cumulus échangeur (via les fin de courses de la vanne mélangeuse 3 voies) cela permet de régler la température d'équilibre dans le cumulus échangeur
- possibilité de tromper la sonde d'arrivée d'eau de la lac PAC-piscine en rajoutant une résistance
- possibilité de déporter la sonde de la pac piscine pour mesurer la température dans le cumulus échangeur

--- Le risque de gel --- :
La PAC piscine se trouve à l'extérieur , les tuyaux d'eau et l'échangeur titane risque d'éclater à cause du gel. Il y aura environ 2*50cm de tuyaux en extérieur le reste de la longueur se trouve dans un vide sanitaire sous la maison où ils ne risquent pas de geler .

Normalement pour T ext <5°C l’eau qui passe dans l'échangeur titane est à 28°C et sort à 32°C elle est en plus en mouvement . Elle doit donc être protégée
Donc normalement pas de risque de gel de l’échangeur titane
Mais pour avoir encore plus de sécurité sur ce risque je pense mettre ce circuit en en AUTOVIDANGEABLE. :
L'échangeur titane dans la PAC est vertical, la PAC piscine légèrement plus haute (0,5 m) que le cumulus-échangeur . Les tuyaux en légère pente ascendante vers la PAC, l’eau monte dans la PAC quand la Tp ext <3°C, la tempo (de 2min) au démarrage de la pac permet un bon remplissage de l’échangeur titane sans bulle.

l'eau revient par le dessus (ouvert) du cumulus-échangeur soit :

- au dessus du niveau d'eau du cumuslus-'échangeur (Système autovidangeable à l'aire libre) (glou glou en continu) et dans ce cas les tuyaux et l'échangeur titane se vident à chaque arrêt du circulateur, il me faudra peut être un circulateur puissant ou une pompe pour vaincre la hauteur manométrique (0,5m) et surtout la perte de charge de l'échangeur titane A l’arrêt du circulateur , l’eau redescend dans le cumulus-échangeur

- au dessous du niveau d'eau dans l'échangeur(le tuyau trempe dans l'eau) (système non autovidangeable) et dans ce cas, l'eau reste dans les tuyaux et l'échangeur titane de la PAC dans ce cas un circulateur classique pourra suffire.

l'inconnue pour moi est la perte de charge de l'échangeur titane.

C'est un circulateur classique (leroy merlin) que j'utilise déjà pour faire monter l'eau dans mon poêle à bois et jamais il n'y eu de problème alors que les pertes de charges de tuyaux sont bien plus importante (longueur totale estimée à 40m diamètre 14mm, hauteur mano 2m par contre débit bien plus faible
43mL/s = 2,5 L/min = 160 L/h = 0,16m3/h mesuré) pour le circulateur bois et ici il ma faudra plus de 10 fois plus de débit
500mL/s soit 30L/min=1,8m3/h pour que la protection de débit de la PAC se désactive. (à moins de la shunter ? ou tout au moins d'augmenter la surface du capteur de débit
http://www.h2o-piscines-spas.com/boutiq ... xel/28351/



MES QUESTIONS :
Je cherche un circulateur ou une pompe pouvant assurer un débit de 2 à 3m3/h
Sachant que
- la CLIMEXEL est à 10m linéaire de l’échangeur
- les Tuyaux seront en 25 mm ou 32 mm (plimout simple)
- l’échangeur et la PAC sont à peu près à la mm hauteur (PAC placée à 50 cm au dessus de l'échangeur dans le cas autovidangeable)
- je ne connais pas les pertes de charge de l’échangeur titane qui est dans la climexel
(il y a une photo de cette échangeur sur le site : http://www.piscines-online.com/pompe-a- ... -14kw.html)

En gros :
Avez-vous une idée des pertes de charge d’un tel échangeur ?
avez-vous un modèle de circulateur à me fournir

Merci d’avance pour vos remarques
Modifié en dernier par pierre07 le Mar Mai 01, 2012 10:17 am, modifié 12 fois.

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Messagepar pierre07 » Jeu Fév 02, 2012 19:44 pm

Je viens de trouver (merci le bon coin) un GRUNDFOS 32 80 (135, 200,220W)
0,5 bar pour 2m3/h en vitesse 2 ; 0,7bar en vitesse 3
ce circulateur devra permettre d'avoir un débit suffisant pour lque la PAC démarre.

je ne comprends pas pourquoi un échangeur doit fonctionner pour un débit donné et un deltaT donné

si le débit diminue, le deltaT doit augmenter et l'échange doit rester le mm , non ?

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Messagepar pierre07 » Mar Mai 01, 2012 9:59 am

Quelques nouvelles de l'instal,
Les températures extérieures étant clémentes la PAC a un très bon COP et donne environ 15kW , c'est énorme

Actuellement, l'échangeur dans le cumulus (25m de diamètre 16) n'est plus assez puissant pour passer la puissance de la PAC au PC : l'eau dans l'échangeur monte vite en Tp à la consigne de la PAC ce qui entraine des courts cycles (5 min de fonctionnement 10 min d'arrêt)
Lors de Tp ext plus faibles la puissance de la PAC diminuera de moité et les cycles devraient être plus longs.
Cette PAC Piscine ne devrait fonctionner uniquement pour épauler la première et devrait donc fonctionner que par faible Tp ext et donc en continu.
Elle remplace les résistances d'appoint avec l'intérêt d'un COP de 2 (et du bruit en plus ...)


Bizarrement; Il n'est pas possible de demander une consigne plus haute que 28°C (alors que la consigne max est de 32°C) sinon le pressostat de la PAC se met en défaut HP

Le débit, juste suffisant ,1,8 m3/h entraine un delta T d'environ 10 ~ 12 °C entre l'entrée et la sortie de l'échangeur PAC et l'eau peut donc sortir à 40 ~42 °C c'est cela qui doit mettre le pressostat de la PAC en action.

Pour que cela marche il faudra :
- diminuer les perte de charge dans le tuyaux (actuellement plimout de 25) pour augmenter le débit (la courbe du Grundfoss 3280 indique que si les pertes de charge diminuent de 0,5bar le débit sera de 3,6m3/h au lieu des 1,8 actuels) donc passage 40mm (PVC pression piscine pour respecter les pentes)

- Rajouter une ou deux spires de cuivre dans l'échangeur pour augmenter sa surface d'échange et donc sa puissance.


- 100L de tampon sont tout juste suffisant lorsque la puissance de la PAC est grande :2 fois plus ne serait pas un luxe

Donc Wait And See , en attendantun échangeur cumulus plus puissant, plus de débit et des Tp ext plus froides ...


Sur le principe il est donc possible d'utiliser une PAC piscine pour du chauffage par PC
Modifié en dernier par pierre07 le Mar Mai 01, 2012 10:06 am, modifié 3 fois.

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