Regulation ballon ECS à double échangeur

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cramik
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Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par cramik »

Bonjour,

Je suis en train de réfléchir à l'installation d'un chauffe-eau solaire pour mes parents: installation en façade sud-ouest (40 deg par rapport au sud), inclinaison encore à définir 50 ou 60 deg (latitude 43 deg). Pour leur assurer le plus d'autonomie possible en hiver, je pense partir sur trois petits panneaux horizontaux (1.25 m2 chacun, soit 3.3 m2 de surface utile) et un réservoir de 200 litres. La surchauffe est probablement assurée si on n'y pense pas avant. Les quelques régulations simples disponibles sur Solaire Diffusion gèrent le refroidissement nocturne mais sur un seul échangeur. Autant dire que seule la moitié inférieure du réservoir peut être refroidie, le reste le sera lentement par conduction. Quand la température nocturne ne descend pas en dessous de 20 deg, il est illusoire de pouvoir descendre à 30 deg avant le matin.

J'ai moi même une installation ECS et chauffage solaire en fonctionnement depuis 6 ans qui n'a jamais été en surchauffe (8 m2 plein sud a 62 deg pour un reservoir de 1000 litres). Je gère un régime dégradé en faisant chauffer mes panneaux à 85 deg si la température du ballon dépasse 66 deg et je refroidis le ballon la nuit par l'échangeur du haut en passant de 80 deg (maximum atteint en octobre et en mars) à 66 deg (trois capteurs dont la somme fait 200, c'est un peu arbitraire mais validé par l'expérience). Ça prend quelques heures alors que gradient de température est conséquent (différence avec l'air extérieur). C'est géré par un millenium3 avec une programmation faite maison et à laquelle je n'ai plus touché depuis presque deux ans. Tout est automatique: passage mode été/hiver, gestion des surchauffes, des absences, appoint électrique (jamais utilisé mais il existe), appoint poêle bouilleur,... Il y a juste un mode "eco" qui peut être sélectionné à l’écran pour désactiver les stratégies anti-surchauffe si je sais que la météo sera pourrie les jours suivants, pour gagner quelques kWh, ce n'est pas fondamental. En hiver, ce n'est pas nécessaire car le plancher chauffant sert d'exutoire si jamais ça chauffe trop.

Le millenium3 me semble surdimensionné pour une petite installation gérant uniquement l'ECS. Donc je cherche une régulation du commerce offrant un relai de commande activé lors du refroidissement nocturne, qui commanderait une vanne 3 voies de basculement sur l'échangeur du haut. Pour la gestion de la résistance d'appoint électrique, je ne vois pas non plus d'interface pour les quelques régulations dont j'ai parcouru la doc. Pour la résistance, je pourrais mettre une minuterie qui démarre uniquement en fin de journée si la température est trop basse. Pour utiliser l'échangeur du haut, je pourrais mettre une vanne 3 voies manuelle mais ça demande une intervention humaine et une gestion quotidienne un peu fastidieuse. Autre solution qui me vient en me relisant, la même minuterie pourrait peut-être aussi être utilisée pour le basculement de l'échangeur avec un relai commandé par le relai de la pompe. Les deux seraient en série faisant une condition AND (nuit et pompe).

J'ai également eu des soucis de thermosiphon nocturne sur mon installation que j'ai tenté de résoudre par divers moyens (clapets anti-thermosiphon,...). Ça ne fonctionnait pas, souvent le clapet n'était pas parfaitement fermé et ça passait quand même. La détection de ce genre de problème demande un enregistrement automatique et continu des paramètres du système ou une surveillance étroite. Même avec un système ouvert ça ne se produit pas tous les jours. Il faut des conditions particulières pour qu'il s'amorce. Souvent, on ne le remarque pas sauf par hasard. Existe-t-il des régulations du commerce qui émettent une alarme pour cela?

Le moyen utilisé actuellement pour lutter contre ce thermosiphon et dont l'efficacité est éprouvée c'est une vanne électrique (vanne 3 voie avec un bouchon) qui ferme le circuit après l'arrêt de la pompe. Elle s'ouvre juste avant le démarrage de la pompe. Les délais sont ajustés pour qu'elle soit pleinement ouverte lors du démarrage de la pompe. Egalement, je n'ai pas trouvé de régulation avec un relai qui se ferme juste avant et s'ouvre juste après la pompe. Ça pourrait être mis sur le même relais que la pompe elle-même mais j'ai peur qu'au démarrage ça fasse caviter la pompe quand la vanne n'est pas encore complètement ouverte. Des expériences la-dessus?

Mes parents avançant en âge et un des deux pouvant se retrouver un jour seul dans cette maison, il faut que cette installation soit complètement autonome et puisse fonctionner été comme hiver sans intervention, à l'instar de leur chauffe-eau purement électrique actuel (il vient de rendre l'âme donc une certaine urgence à envisager la suite). Désolé d'avoir été un peu long et d'avance merci pour vos suggestions éventuelles.

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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par lebritish »

Bjr,

Vu les contraintes liées aux utilisateurs je partirais sur un CESI PV si tu as la place pour 8m2 de panneaux photovoltaïque plus un PV routeur comme celui de Patrick07.
par exemple: https://www.chocdiscount.com/kits-solai ... palma.html
PV routeur: https://ard-tek.com/

A+,

Thierry

Disclaimer: J'ai pas dis que le PV c’était mieux que le thermique (d’ailleurs je vais ré-installer du thermique chez moi). J'ai juste dis que dans ce cas très particulier ça serait mieux coté "zéro maintenance".

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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par lebritish »

Voici la comparaison de la production Thermique (3.3m2) vs PV (8m2)

- jan fév mars avr mai juin juil août sep oct nov déc année
Thermqiue (kWh) 48 78 132 148 157 161 187 170 143 106 51 30 1366
PV (kWh) 51 80 135 151 159 161 181 164 137 103 51 34 1406

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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par j2c »

Alors, je vais prendre le contre pied. (et non, je ne vais pas proposer du PV pour faire de l'eau chaude en hiver)

Du solaire thermique en hiver pour être autonome... ne rêvez pas. Quand il n'y a pas de soleil, il n'y a pas de soleil. Et quand il y a un peu de soleil, c'est de l'eau tiède. Il FAUT un appoint. De novembre à février la production est tellement faible que même en ajoutant un panneau, vous n'aurez pas de l'eau chaude.

Dimensionner un CESI pour l'hiver, est à mon sens une grosse connerie.
S'emmerder avec des problèmes de surchauffe inévitables en surdimensionnant les capteurs (qui ne capteront rien quand il n'y a pas de soleil).. pour ensuite monter une usine à gaz de régulation pour la gérer.. Tout ça pour un foyer où on habite pas (la maintenance... ) Ce n'est pas raisonnable.
Perso, je proposerai ça a mon père, je pense qu'il me déshérite à la première douche froide. Ou je pète un câble au bout d'une semaine de mise en service qui va forcement tomber en panne.

Le refroidissement nocturne du haut du ballon, c'est dommage. Si le refroidissement arrive un jour, et le lendemain, il fait moche ???? bah tu auras de l'eau froide.
C'est un pis allez. Je n'ai jamais mis en oeuvre le refroidissement nocture pour cette raison (je lui ai préféré un radiateur de décharge.)

Je serai toi, je partirai sur un truc beaucoup plus simple, qui fait ses preuves.
* un ballon de 200 ou 300L, une surface de captation d'environ 4m2
* un appoint qui permet de prendre le relais en hiver sur la partie haute du ballon. (électrique ou gaz).
* éventuellement prévoir de couvrir un des 2 panneaux en été si ça chauffe de trop.
* éventuellement brider la production en augmentant le dT.

Le sur-coût, et la complexité de mise en œuvre ne sera jamais rentabilisé.
CESI Auto installé en région parisienne en 2013 et démonté en 2017.
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par domwood »

Bonjour,

comme le british, pour une question de sérénité je conseillerais du pv, et un cumulus tout con avec résistance blindée et sans électronique. Le choix étant beaucoup plus vaste en contenances.
A mon sens, les douches tropicales et autres baignoires ne devraient plus être commercialisées. on a déjà de quoi faire avec un cumulus de 50 litres. Modifier le réglage du thermostat d'origine qui est souvent réglé très haut en usine.
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par monteric »

Bonjour,

Alors je vais dire .... les deux ;-)
Je propose maintenant une solution plutot sympa, je trouve :
- CESI thermique : 200L et un seul capteur de type Tinox de 2m environ. Du coup pas de surchauffe (dimensionnement legerement sous dimensionné), une bonne récupération solaire à 50° d'inclinaison et bonne performance en rapport prix/surface et simplicité d'installation et administratif.
- Un petit PV en auto conso de 2 ou 3 panneaux pour assurer le bruit de fond et participer au complément CESI via en série sur le ballon thermique un petit ballon tout simple elec. On peut router le surplus sur se ballon se qui fait q'u'en mi-saison on peut cumuler les deux technologie ou si le thermique fonctionne top, utiliser le PV pour autre chose. La aussi une solution simple pas chere et pas trop contraignant administrativement surtout si on peut mettre les panneaux au sol.
Le tout piloter par la même régulation, c'est mes essais de ces derniers mois. Comme je bosse sur les produits de Technische Alternative, j'ai fait et testé la config suivante :
- CAN-EZ3 + 3 pinces ampermétrique
- Module AO4 ; du coup 4 sortie en PWM ou 0-10V
Du coup le CAN-EZ integre 4 entrées analogiques donc largement assez pour le CESI thermique, une sortie PWM pour le pilotage de la pompe.
Une sortie 0-10 + gradateur SSR (0-10V), pour faire un PV-Routeur.
On programme la régulation comme on veut et hop le tour est joué. En plus c'est évolutif puisqu'il reste encore 1 ou 2 entrées et au moins 2 sorties 0-10V ( autre PV routeur ou autre pompes).
Sans parler que l'on peut bien evidemment ajouter d'autre module TA pour faire tout se qu'on veut .... Elle est pas belle la vie.

On bénéficie avec la régulation de toutes les options CESI thermique : Saturation capteur a la valeur que l'on veut, refroidissement nocturne ..Etc sans compter les calorimetres que l'on peut ajouter ...Bref de quoi s'amuser.
Le tout avec du matériel garantie et de qualité.

Voili, voila.

A+

Eric
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par cramik »

Merci pour vos retours.
Je n'avais pas envisagé la solution électrique.
Intéressant ces régulations Technische Alternative et Maxisun, je vais y regarder de plus près.
Un seul panneau Tinox de 2m est plus simple mais il est trop grand pour le pignon envisagé. Des panneaux plus petits demandent un peu plus de plomberie mais peuvent être casés plus facilement sur le pignon (pente de toit faible).
La question se réduit donc à deux (sous-dimensionnement) ou trois petits panneaux. Si j'ai un régulation fiable, ça peut donner une solution sans maintenance. J'ai confiance dans le refroidissement nocturne, ça marche très bien si on peut le contrôler avec finesse dans la régulation: éviter la douche froide le lendemain en l'absence de soleil.

Pour le dimensionnement hivernal, je ne suis pas de l'avis de j2c.
Nous sommes le 10 janvier avec un ciel bleu azur, j'ai produit environ 20 kWh en thermique (8 m2, voir PDF ci-joint) alors qu'en PV, seulement 16 kWh (25 m2).
Mêmes orientations mais inclinaisons différentes: 62 et 35 deg, respectivement. Ça me fait assez de réserve (chauffage et ECS) pour tenir un ou deux jours sans soleil.
Si j'avais installé 40% de cette surface, à la grosse louche, ça aurait fait 8 kWh, donc environ +35 deg sur 200 litres ou +70 deg sur la moitié du ballon.
Il faut certes toujours un appoint mais les apports solaires, en particulier dans le sud, ne sont pas du tout négligeables en hiver.
L'électricité est une forme d'énergie noble, facilement transportable et transformée de manière très efficace en travail. J'ai toujours du mal à la transformer en chaleur.
Fichiers joints
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par j2c »

Tu es dans quel coin ?
En ce qui me concerne, il se passe de longue semaines sans voir le ciel bleu en hiver.. et parfois on a un soleil magnifique pendant 1 ou 2 jours.. pas de quoi tenir en autonomie.
Par contre, au printemps et à l'automne..

Enfin bref, tu fais ce que tu veux ;)
Perso, pour mes parents, je ne prend pas le risque. Et le CESI, on en a déjà pas mal parlé avec mon père.
Pour chez moi c'est une autre histoire.. et si ma femme n'ai pas contente, elle saura bien me le faire savoir... au point de me faire faire machine arrière ;)
Quitte a surdimensionner.. en hiver, je préfère encore prendre les kW solaire pour les mettre dans les radiateurs.. plutôt que dans de l'eau chaude. ça a un meilleur rendement ;)
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par lebritish »

Bjr,
cramik a écrit :
mar. janv. 10, 2023 18:24 pm
Nous sommes le 10 janvier avec un ciel bleu azur, j'ai produit environ 20 kWh en thermique (8 m2, voir PDF ci-joint) alors qu'en PV, seulement 16 kWh (25 m2).
Mêmes orientations mais inclinaisons différentes: 62 et 35 deg, respectivement. Ça me fait assez de réserve (chauffage et ECS) pour tenir un ou deux jours sans soleil.
Oui ben forcément, tu aurais tes PV à 62 deg tu aurais aussi produit 20kWh (minimum) en électricité car tu as une surface 3 fois supérieur à celle du thermique. Si tu compares des choux et des carottes :marteau:

Chez tes parents: Par contre si tu es limité en place alors oui effectivement obligé de mettre du thermique. Mais je serais du même avis qu'Eric, sous dimensionne pour éviter les prbl. Surtout que si tes parents ne sont que tous les 2 ils ne doivent pas non plus consommer tant d'ECS que ça....
A+

Thierry

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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par cramik »

j2c a écrit :
mar. janv. 10, 2023 19:24 pm
Tu es dans quel coin ?
Près de Grenoble à 700 m d'altitude. Souvent au-dessus de la mer de nuages mais il peut y avoir parfois 4-5 jours sans soleil bien franc.
De mi-novembre (début décembre cette année) à mi-février, il faut de temps en temps faire une flambée pour compenser l'absence de soleil.
Le reste de l'année c'est 99% au solaire.

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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par j2c »

Ok ;-) effectivement ce n'est pas du tout les mêmes conditions que chez moi.
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par j2c »

Donc je vais adoucir mon avis ;)

Je t'encourage à rester dans les choses simples. Plus c'est simple, plus c'est fiable. Et plus c'est fiable, moins t'es emmerdé. Et c'est ce que tu veux.

Donc, au lieu de mettre en place un système qui pose problème par conception, pour ensuite contourner ces problèmes en ajoutant des systèmes et une régulation. Je te propose de prendre le problème à la source.

Une régulation, des sondes et des vannes, ça va forcément planter un jour (une sonde malade, une vanne motorisée qui se grippe..)

Pour limiter les problèmes de surchauffe estivale, tu as plusieurs axes que tu peux regarder :
* revoir l'orientation de tes panneaux : posé proche de la verticale ils seront moins efficace en été malgré la puissance plus importante du soleil.
* positionner des casquette sur les panneaux : en été, ces casquettes feront une ombre sur une partie du panneau, le rendant moins efficace.
* jouer sur le dT en été, en l'augmentant de quelques degrés, le fluide caloporteur sera plus chaud, donc tes panneaux auront un rendement moins bon.
* voir carrément couvrir un des panneaux en été, s'ils sont accessibles.

Ces astuces te permettront de garder une régulation simple, qui sera plus facile à dépanner, et surtout moins sources de stress pour tes parents.

Penser également à 2 points supplémentaires (je pense que tu les as déjà mis en place chez toi, donc je vais enfoncer une porte ouverte).
* penser à la revente de la maison : ce système ne doit pas faire peur aux acheteurs. Que ça soit toi, ou tes parents, vous n'avez pas envie de ça.
* penser au fait que le chauffe eau peut tomber en panne (fuite, panne de circulateur.. ), et qu'on doit pouvoir à tout moment continuer à avoir de l'eau chaude (soit en basculant sur un chauffe eau électrique, soit avec un bypass.. Soit en mettant 2 ballons en série solaire puis appoint), avec une procédure simple pour bypass le solaire au moindre problème. Comme ça si tu es en vacances, et qu'il y a un truc qui merde, tu donnes la procédure, et tu termines tes vacances sans stress.
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par monteric »

Mouai, J2C pas très convainquant tes propositions ...
Les sondes ou régulations qui plantent oui bon comme tout appareillage le risque n'est jamais nul mais :
- jouer avec le dleta, ca veut bien dire modifier la régulation, ce qu'elle peut donc faire elle meme et donc tu as de toute facon une régulation :-?
- couvrir les panneaux, bon et bien la tu fais dépendre l'installation d'actions humaines et pas sur que se soit moins "en panne" que l'electronique :roll:

Non pour etre "tranquille", jamais à 100%, il faut légèrement sous dimensionner par exemple 200L =2m² ca t'évite deja pas mal de probleme et la régulation peut faire le reste ...
Ou
Passer carrément en thermosiphon et la avec toujours le meme rapport 100L pour 1m² tu n'auras jamais de surchauffe et pas de probleme d'électronique ni de panne électrique .... Le plus résiliant et autonome (techniquement) toutes technologies confondues !

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eric
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par j2c »

C'est statistique, plus tu ajoutes de vannes motorisées ou d'appareillages sur une installation, plus tu as de chance que ça tombe en panne.
Des sondes qui se décollent ou qui sortent du doigt de gant, j'en ai eut quelques unes (sans doute car monté par un amateur).
Des vannes 3 voies NEUVES, j'en ai eut 2 qui ont coincés dans ma chaudière (donc montée par le fabriquant..), avec en prime, une mise en température à 30° de la maison, car la chaudière pensait faire de l'eau chaude.. avec de l'eau qui partait dans les radiateurs plutôt que dans le ballon. Quand tu rentres le soir.. t'es content de voir le gaspillage.. et être obligé d'ouvrir les fenêtres en plein hiver, ça fait mal au cul. Le problème s'est réglé quand j'ai déménagé. J'avais du mettre un monitoring de la chaudière pour la couper au bout de 15 minutes, si l'ECS ne monte pas alors qu'on est en production d'eau chaude.
Viessmann a voulu faire une économie en mettant une vanne d'inversion au lieu d'un 2ème circulateur.. et à ajouté une cause de panne !
Je suis peut-être le seul à qui s'est arrivé :-? Mais j'en doute.
BREF.

Ta remarque me montre que je n'ai pas été assez loin dans la simplification... (en proposant des trucs qui nécessitent des interventions notamment).
Ta proposition me semble être la plus simple, et la plus safe ;)
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Re: Regulation ballon ECS à double échangeur

Message par cramik »

Merci a vous pour ce debat.
En principe, je passe ma commande aujourd'hui: 2 panneaux de 1.25 m2 horizontaux (ouverture de 2.2 m2) et 200 litres. J'ai pris le double echangeur dans le ballon pour 100 euros de plus par rapport a un simple. Ce n'est pas une option qu'il sera possible d'ajouter une fois le systeme installe.

J'ai pris une regulation standard DeltaSol. Si la regulation ne fait pas l'affaire, il sera encore temps plus tard d'envisager une autre solution de regulation.

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