SOLAIRE THERMIQUE POUR SEUL CHAUFFAGE DE MAISON PASSIVE

Soutien solaire aux Pompes à chaleurs

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Messagepar alex55 » Lun Sep 17, 2012 22:54 pm

Bonjour,

Je me présente, Alex55.


J'habite une MOB dans l'est de la France, en Meuse plus précisément.

Quelques détails de construction :
isolations
sol 30 cm ouate de cellulose
mur 30cm ouate de c. + fibre de bois 6cm + bardage bois
plafond 50cm ouate de cellulose
triple vitrage partout, pas d'ouverture au nord, orientation plein sud pour la conception bioclimatique.
coef G = 0,1063 W.m3.K-1
solaire thermique pour l'ECS.

Mon objectif pour cette maison est de démontrer qu'il est possible de construire et se chauffer (à partir d'une bonne enveloppe thermique) quasi 100% SOLAIRE avec un système ne nécessitant pas de grosse installation (stockage solaire inter saisonnier, etc...).

Donc, pour les besoins de la maison pendant l'hiver 2011/2012,

ECS 7kwH thermique / jour (moyenne annuelle)

chauffage:

octobre 148 kWH soit 4,77 kWH / jour
novembre 592 kWH soit 19,73 kWH / jour
décembre 822 kWH soit 26,51 kWH / jour
janvier 791 kWH soit 25,51 kWH / jour
février 870 kWH soit 32,22 kWH / jour
mars 222 kWH soit 7,16 kWH / jour
avril 200 kWH soit 6,66 kWH / jour

en février, 3 semaines de froid négatif environ avec des pics à -17°C (puissance horaire de 1,83 kW maximum par -15° à -17°C).

Je dispose pour ma future installation de:

1 ballon DE 300L
1 ballon thermodynamique SE 300L
1 groupe de circulation
1 régulation.

Principe de la future installation:

Les 2 ballons seront chauffés par 6 panneaux solaires GM tinox en drain back en circuit fermé.

Le ballon DE servira de préchauffage ECS (eau transitant dans le ballon) et de réserve de chauffage (échangeur du haut) pour la période froide.

Le ballon thermodynamique servira de stock (eau de pluie) de chaleur solaire si suffisant, sinon la pac sera programmée pour l'appoint de chaleur. Cette dernière puisera les calories sur l'air extrait de la VMC DF préalablement préchauffé par le puits canadien hydraulique et dans l'air du vide sanitaire de la maison.

L’émetteur dans la maison sera une batterie à eau chaude en sortie de VMC fabriquée à partir d'un évaporateur de groupe frigorifique de camion de environ 7kw froid. Elle sera alimentée par un circuit combinant l'eau du chauffe eau thermodynamique et la circulation de cette eau dans l’échangeur haut du 2eme ballon, tout cela régulé par une vanne mélangeuse 4 voies.

Le but étant d'utiliser au maximum le solaire thermique, je me pose plusieurs questions :

J'ai estimé (d'après mes calculs) mon besoins en panneaux solaire GM tinox incliné à 60° au nombre de 6, est-ce suffisant?

Le "stock solaire total" est de 600L, est-ce suffisant, ou faut-il un stock plus important fonctionnant à plus basse température? Si oui, quel est l'optimum dans mon cas?

J'essaierai dans les prochains jours de mettre un schéma en ligne de mon projet.

Merci d'avance de votre lecture et de vos réactions constructives.

A+

Alex 55

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Messagepar alex55 » Lun Sep 17, 2012 22:58 pm

Autres précisions qui ont leurs importances, surface à chauffer de 175m2 pour un volume intérieur de 417m3.

Bonne soirée.

Alex55

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Messagepar yves35 » Mar Sep 18, 2012 7:15 am

bonjour,

je suis un peu surpris des chiffres de conso électrique de chauffage vu le niveau d'isolation. tu n'as pas de double flux?
autre chose :le petit volume de tes ballons. Il faut prévoir environ 120 litres/m² de capteurs.

Pour calculer ton installation,tu peux demander sur le site:
http://www.apper-solaire.org/?Calculs

il faut rester modéré,exemple:
http://www.sebasol.ch/archives/2009/MinergieP_Lmen.pdf


yves

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Messagepar Jean-Matthieu STRICKER » Mar Sep 18, 2012 8:29 am

Bonjour Alex,

A la vue de tes chiffres, le besoin de chauffage est conséquent par rapport à ta surface (et ton volume).
Je dépense 18000 kWh/an de gaz pour 130 m2, soit 35% de plus que toi. La maison date de 1998 et des travaux d'isolation supplémentaire ne m'ont fait gagner que 4% de conso sur une année (pas de VMC double flux)

Comme dit, il faut un stock important pour 6 GM Tinox.

je suis en plein chantier solaire : 3 GM soit 6 m2 à 60° et 2 stocks (300l ECS et 500l couplés au plancher chauffant). Je compte sur le solaire en intersaison, mais pas pour me chauffer totalement avec vu que le ciel est souvent couvert de novembre à février. On verra ce que ça donnera !

Cordialement,

Jmat
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Messagepar AD 44 » Mar Sep 18, 2012 8:36 am

Bonjour,

[quote="yves35"] je suis un peu surpris des chiffres de conso électrique de chauffage vu le niveau d'isolation. tu n'as pas de double flux?[/quote]

pourquoi donc?

3645 kwh/an de chauffage pour 175m², c'est pas si mal pour la meuse!!! Ca représente à peine 21 kwh/m²/an (en energie finale). Et pourquoi forcement élec (ça n'est pas précisé)?
En imaginant , tout ça chauffé au gaz ou au bois, alex reste dans les clous de la RT 2012 sans probleme. Chez lui , c'est 65 Kwhep/m²/an (chauffage,ECS,ventil,lumière).
Modifié en dernier par AD 44 le Mar Sep 18, 2012 9:21 am, modifié 4 fois.
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Messagepar AD 44 » Mar Sep 18, 2012 8:43 am

[quote="Jean-Matthieu STRICKER"]A la vue de tes chiffres, le besoin de chauffage est conséquent par rapport à ta surface (et ton volume).[/quote]

je ne trouve pas

[referp=83219;quote="Jean-Matthieu STRICKER"]Je dépense 18000 kWh/an de gaz pour 130 m2, soit 35% de plus que toi.[/quote]

je crois que la différence de conso pour le chauffage avec alex55 dépasse les 35%!!!
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Messagepar Jean-Matthieu STRICKER » Mar Sep 18, 2012 9:20 am

ooups ! merci AD44
je me suis trompé dans mon calcul, oui ça fait pas beaucoup par rapport à moi !
scusi !
JM
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Messagepar ice 54 » Mar Sep 18, 2012 9:49 am

Bonjour,
Je profite de ce poste pour lancer un sujet qui pourrais susciter un débat.
"Tu n'as pas de double flux? "
Pour moi autant en neuf une maison prévue pour je suis ok maintenant en rénovation ....................... .
Dans une maison équipée d'une vmc , celle ci représente une perte de 20/25% du chauffage.
Maintenant si on passe en bouche hydro / détecteur de présence et grilles d'entrées d'air hydro je pense que l'on doit passer à 10/12 % (se qui est encore énorme).
Ma conception est a l'inverse de la réglementation, à la place d'une double flux qui avec le matériel est pas loin de 4000/5000€ (je parle d'une vraie double flux pas du brico pipo) je partirais sur la solution : bouche hydro, programmateur sur la vmc afin de la faire fonctionner qu'une certaine partie de la journée. le matin pendant et après la douche pendant 3 heure, le midi pendant 2 h , le soir pendant 3 heures a l'heure du repas et des douches.
En journalier on fonctionne max 8 h soit des pertes divisées par 3 .
Vous en pensez quoi ??
300 L ECS appoint gaz /800 L appoint chauffage entrée chaudière à condensation, 6 capteurs Tinox Marvels 2510 automate Trend.
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Messagepar rg500r » Mar Sep 18, 2012 10:47 am

chacun aura surement des avis différents :grin:
perso dès que j'ai emménagé dans ma maison en 2003 j'ai mis une horloge sur la vmc classique existante de l'étage pour la couper la nuit.
la maison étant occupée toute la journée, quand j'ai mis la DF en 2010 qui injecte dans les 3 chambres, j'ai encore réduit le fonctionnement pour ne faire fonctionner que 2h le matin après le réveil, 1h en fin de matinée pour éviter aux odeurs de cuisine de polluer les chambres, 1h après la sieste des gamins à 16h et enfin entre 19 et 21h au moment des douches.
bilan on économise de l'électricité sur les ventilos, ça suffit pour renouveler l'air dans les chambres sans ouvrir les fenetres et évacuer l'humidité de la SDB

en plus, j'ai rajouté un variateur de vitesse sur le ventilo d'air neuf commandé par la température d'injection pour réduire le débit en dessous de 16°C afin d'éviter de refroidir les chambres comme je n'ai volontairement pas d'appoint électrique.
et au RDC (cuisine et living) je chauffe en mi-saison avec mes 6m²de capteurs air en 100% air neuf ( hier encore injection entre 31 et 39°C entre 10h et 16h30 pour remonter les pièces de 23 à 25,5°C et limiter au maximum le refroidissement de la maison pour repousser le redémarrage du vrai chauffage) + hotte à rejet extérieur à la demande pour les odeurs de cuisine
PV 3kW+ 1.365 autoconso, 6m² capteurs eau, 6m² capteurs air,DF DIY,puit,recup eau de pluie,2 aérothermie Daikin chauffage + 1 ECS 150L thermodynamique DIY, appoint chaudière gaz si Text<-10°C, survitrage plexiglass, Auris TS HSD
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Messagepar alex55 » Mar Sep 18, 2012 14:09 pm

Bonjour à tous!

Merci de vos premieres réponses et quelle reactivité !!!

Effectivement la maison est équipée de :
1 puit canadien à eau glycolée
1 vmc DF helios kwl 500 pro

et en guise de moyen de chauffage pour ce premier hiver, afin de tester les performance de l'enveloppe thermique, un radiateur soufflant de 2 kW de puissance.

je suis bien évidement conscient du fait que la ventilo-convection éléctrique n'est pas le meilleur systeme de tout les points vus (ecologique, rendement, confort,etc...).

Juste pour imager le rapport puissance/surface, cela revient à chauffer 100m2 avec un radiateur de 1.14Kw.

Ce premier Hiver a été pour nous un test, mais aussi la periode de différent réglages de la vmc et du puit canadien.
En debut de période froide, le debit était trop fort et les T° de consigne du puit canadien trop élevées.
Tir corrigé depuis...

Concernant le stockage thermique, une de mes pistes de réflexion etait de stocker de la chaleur dans une de mes 2 citernes de 5000l d'eau de pluie en la condamnant en reserve d'eau morte.Mais est-ce valable, bonne question.

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Messagepar ice 54 » Mar Sep 18, 2012 14:32 pm

Bonjour,
J'avais également réflechi pour utiliser ma cuve de récuperateur mais au final j'ai laissé tombre car :
- Je ne suis pas sur que le pvc de la cuve tienne la temperature .
- Etant donné que je m'en sert pour les wc/lave linge , jardin l'augmentation de t°c risque de generer une multiplication des bacteries /algues ect .

Maintenant dans votre configuration 6 m2 de panneaux risque de ne pas beaucoup éléver la temperature de l'eau .Il faut voir qu'il y a également pas mal de perte si votre cuve est en contact avec la terre.
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Messagepar AD 44 » Mar Sep 18, 2012 18:11 pm

Bonjour,

[quote="ice 54"]Bonjour,
Je profite de ce poste pour lancer un sujet qui pourrais susciter un débat.
"Tu n'as pas de double flux? "
...
Vous en pensez quoi ??[/quote]

Je continue le HS :-D , perso, je ne suis pas certain que la DF soit la panacée (bien que nous en soyons équipé), si c'était à refaire, j'opterais plutot pour une VMI.

Bref, en ce qui me concerne je la laisse tourner constamment ,puisque notre maison à une occupation irrégulière (parfois personne en journée , parfois constamment occupée).

Cependant j'aimerais bien modifier ce fonctionnement avec un humidimetre dans la SDB et un dans la cuisine, dés que l'un des deux affichera un taux HR élevé , cela augmentera le débit de la DF jusqu'à un retour à la normal du taux HR, et là débit réduit. Mais pas simple à envisager sur notre bloc VMC (à moins d'être un electronicien averti , pour oser mettre le nez dans la dedans afin d'asservir le réglage du débit en fonction d'une sonde extérieure).

Par ailleurs, j'ai un autre projet avec cette VMC, qui est actuellement couplée à un puits climatique. Je pense booster ce puits d'octobre à mars, via un gros capteur à air en entrée de ce dernier. En fait ce gros capteur se dessinera sous les traits d'une serre adossée à un abri de jardin (environ 10m² de vitrage sud+15°).
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Messagepar rg500r » Mer Sep 19, 2012 10:36 am

à AD44 : pour réguler ton débit en continu il faudrait un variateur de vitesse avec entrée 0-10V et deux sondes d'humidité électronique dont le prix sera très vite disuasif :roll:
si ta vmc a deux vitesses ce sera plus simple d'installer 2 hygrostats mécaniques qui enclencheront la GV en cas de forte humidité :cool:
pour ton idée de booster le puit canadien c'est bien (vive les capteurs à air), pour optimiser au mieux il faut soit passer par la serre quand il y a du soleil soit par le puit donc il faut 2 registres motorisés et soit un capteur d'ensoleillement soit 1 thermostat différentiel pour actionner les registres et sélectionner l'entrée la plus chaude :grin:
perso comme j'ai pas de puit canadien le choix est vite fait :roll:


à alex 55 :
L’émetteur dans la maison sera une batterie à eau chaude en sortie de VMC fabriquée à partir d'un évaporateur de groupe frigorifique de camion de environ 7kw froid. Elle sera alimentée par un circuit combinant l'eau du chauffe eau thermodynamique et la circulation de cette eau dans l’échangeur haut du 2eme ballon, tout cela régulé par une vanne mélangeuse 4 voies.

le principe de pouvoir se servir du solaire et du thermodynamique pour chauffer est super :cool:
par contre, étant frigoriste, j'ai juste un petit conseil pour ta batterie : les 7kW annoncés sont surement pour du frigorifique , avec de l'eau la puissance sera bien moindre et de plus ce genre de batterie a un pas d'ailettes assez élevé (pour éviter les prises en glace) ce qui est encore pénalisant en faisant passer de l'eau dedans
en temps normal, les ventilo-convecteurs ou cta à eau bien dimensionnés tournent avec de l'eau autour de 42°C en entrée ce qui serait bien avec ton système surtout que ça ne sert à rien de faire de l'ECS trop chaude (perso je vise 38°C en hiver et ça suffit bien pour se laver et le lave-linge)
si jamais ta batterie ne donne pas la puissance escomptée tu pourras au pire augmenter la température sur le ballon thermodynamique ou augmenter le débit de la pompe de circulation mais ça risque de diminuer fortement le pouvoir de chauffe du solaire :cry:
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Messagepar alex55 » Mer Sep 19, 2012 20:47 pm

Bonsoir,

effectivement, dans ma future installation, le but est de fonctionné au maximum avec le solaire, le thermodynamique étant là en relais au cas ou le solaire serait insuffisant.

De plus, fonctionner à basse T° pour le circuit solaire favorise le rendement.
Il me reste donc à trouver le volume du stockage, vu que d'après vos commentaire, il faudrait au moins 1600L.

Je vais de plus procéder à un test de ma future batterie par convection "naturelle" (sans ventilateur) en la branchant sur l'eau chaude de façon à quantifier la puissance dissipée par la mesure de la différence de T° et de la quantité d'eau.

Pour rg500, le pas d'ailette est de 5mm et elles sont ondulées. Je calculerai la surface d'échange sous peu.

Je vous tiens informé de mes prochaines mesures.

A+

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Messagepar alex55 » Mar Oct 02, 2012 22:00 pm

Bonsoir,

ce weekend, c’était test de ma batterie eau chaude.

J'obtiens les chiffres suivant :

Débit: t° entrée t° sortie delta de t° PUISSANCE

0,103 M3/H 42,1°C 35,1°C 6,9°C 0,83 kWH

0,9 M3/H 43,1°C 40,3°C 2,8°C 2,93 kWH

Il me reste donc à simuler mon installation afin de déterminer la perte de charge et en déduire le circulateur nécessaire pour dissiper 2 kWH.

Concernant la VMC DF, il faut savoir que plus l’étanchéité à l'air du bâti est dégradée, plus le rendement de la vmc chute. Pour ma maison l’écart oscille entre 1 et 3° de perte thermique en fonction du débit et de la t° d'entrée de l'air neuf. Ces chiffres sont obtenu avec une valeur d’étanchéité à l'air de
0,74 volume.H-1 sous 50 pascal (0,6VOL.Hm-1 sous 4 pascal).
Il est donc évident que l’investissement d'une Vmc DF ne se justifie qu'avec une bonne étanchéité à l'air.

Bonne soirée.

alex55
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