Projet SSC thermosiphon / appoint poêle bouilleur - Beone68

Auto-construction, techniques, astuces,

Modérateurs: Balajol, monteric, ametpierre, ramses, françois34, p_bricoleur

Messagepar Beone68 » Mer Fév 23, 2011 2:12 am

Bonjour,

Nous avons démarré cet hiver un projet de construction de maison ossature bois basse consommation. Nous n'en sommes pour l'instant qu'aux esquisses, mais nous souhaitons optimiser l'isolation et profiter des apports solaires passifs au maximum. Nous espérons donc un besoin de chauffage faible, ce qui nous permettrait d'envisager un chauffage solaire combiné à un appoint bois.

Nous souhaitons rester sur une solution la plus simple possible à l'utilisation et à la maintenance, qui nous permette d'obtenir toute l'année l'eau chaude sanitaire et le chauffage dans le Haut-Rhin.
La configuration de notre terrain (pente constante d'environ 25%) nous permet d'envisager la pose des capteurs en contrebas de la maison pour fonctionner en thermosiphon.

J'ai pas mal cogité sur manière de produire l'ECS et le chauffage avec 2 ballons (moins complexe qu'un ballon combiné) sans pour autant avoir une usine à gaz avec pompes, vannes motorisées et tout le tralala.
Je vous propose donc le schéma ci-joint pour bénéficier de l'expertise du forum (que je lis régulièrement de plus plus de 2 ans même si c'est ici mon premier message, soit dit en passant :grin: ).
Pour un premier jet, je n'ai pas représenté les systèmes de sécurités.

Pourriez-vous y jeter un oeil et me dire si vous pensez que cela pourrait fonctionner ? Vos commentaires pour améliorer le système sont les bienvenus !

Merci,
Beone
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Messagepar Besson François » Mer Fév 23, 2011 21:22 pm

Bonsoir a tous et bienvenue Beone
Je voie avec plaisir que tu n as pas renoncer totalement aux circulateurs puisqu il y en a deux sur le schema :-D , je t invite a lire quelques postes
http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?t=5183
http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?t=5814
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Messagepar Beone68 » Mer Fév 23, 2011 22:51 pm

Bonsoir,

Je viens de les relire. :roll:

Je sais que le thermosiphon fait débat. Il est clair qu'en terme de rendement, les schéma avec circulateur sont meilleurs. Mais quand a-t-on vraiment besoin de rendement ?
En été, c'est clairement non, de mon point de vue. En effet la surface de capteurs largement supérieure à ce qu'il est nécessaire pour juste de l'ECS fait que la baisse de rendement est nettement souhaitable pour éviter la surchauffe. La taille du stock aide à lisser les apports. Il ne fait pas toujours beau en Alsace, même l'été, mais quand il fait chaud, ça chauffe bien !
En hiver, effectivement la question se pose. Mais je ne compte pas trop sur les apports solaires pour les 3 mois les plus froid, le bouilleur est là pour ça.

Je ne suis pas opposé aux circulateurs. C'est surtout la régulation, les V3V motorisés, les capteurs, la cablerie... Tout un bazard qui peut tomber en panne et quand le concepteur/installateur/bricoleur n'est pas à la maison, la maintenance peut être difficile. Sur un thermosiphon, à part une bulle d'air ou un percement du circuit, je ne vois pas trop ce qui peut arriver.
Sur le bouilleur, je n'ai pas le choix du thermosiphon si je veux conserver la température de retour dans la bonne plage pour la bonne santé du bouilleur. De plus, nous aurons surement une maison en plan inversé (pièces de vie au 1er, chambres au RdC) donc le thermosiphon sur le poêle, je crains que ça ne fonctionne pas :-? .
Pour le chauffage, idem: comme nous n'aurons pas de cave, le ballon d'eau de chauffage sera forcément au moins au niveau du RdC, donc pas de possibilité de fonctionnement en thermosiphon.

L'installation électrique se résumera à un circulateur commandé par un aquastat ou un minitherm sur le bouilleur, et un circulateur type autorégulant pour le circuit chauffage. Exit la régulation avec loi d'eau, V3V, sondes de température, etc. Un robinet thermostatique pour régler la t° de départ (à modifier manuellement 2-3 fois par hiver s'il fait vraiment froid) et un robinet thermostatique sur chaque radiateur / mur chauffant (dans ce cas avec commande déportée) et basta.

Je veux du simple (voir rustique), du mécanique, du manuel. Et tant pis si je dois ajouter 1 ou 2 panneau pour compenser la perte de rendement.
Après, si ce n'est pas possible, je peux changer mes plans. Nous sommes justement là pour en discuter ! :razz:

a+
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Messagepar Besson François » Jeu Fév 24, 2011 19:28 pm

Bonsoir a tous , Beone
L apport sur les mois d hivers peut etre consequent sur les journées ou il fait soleil et il reste toute l intersaison , moins froide , mais le soleil est souvent mitigé , d ou l importance d une circulation forcée
Encore une fois , le thermosyphon va a l encontre du rendement et ce n est pas un ou deux capteurs en plus qui va palier au probleme , il ne faut pas se faire une montagne de la regule , un mini sun suffit tres bien a garantir un delta correct
Apres , concevoir l instalation en thermosyphon ne penalise pas trop l ensemble et cela peut palier aux coupures de courrant , tu pourras alors comparer avec et sans :cool:
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Messagepar Beone68 » Jeu Fév 24, 2011 21:51 pm

Bonsoir à tous, bonsoir François,

Je vais me faire un peu l'avocat du diable, mais j'ai l'impression que tu cherches à me convaincre qu'il faut absolument mettre un circulateur, que le thermosiphon ne fonctionne pas, alors qu'apparemment certains membres l'on fait et en sont satisfait.
Pourrais-tu me répondre sur les points suivants pour que je comprenne mieux le problème du thermosiphon:
[quote="Besson François"]toute l intersaison[...]le soleil est souvent mitigé , d ou l importance d une circulation forcée[/quote]
Pourquoi ?
[referp=66546;quote="Besson François"]le thermosiphon va a l encontre du rendement [/quote]
Et donc ... ? Le but du jeu n'est pas de faire du rendement, mais de produire suffisamment de calories pour satisfaire les besoins en chauffage et ECS.

Je pense que le delta T (et donc le rendement) dépendra de la puissance du thermosiphon et donc de la longueur des tuyaux et de la différence de hauteur entre les panneaux et le ballon. Suivant les installations, il est possible que la différence de rendement entre thermosiphon et circulation forcée ne soit pas si importante. Ou pas... :roll:

Très franchement, si je dois passer avec un système avec circulateur et régulation, autant faire un système en drain-back avec les panneaux sur le toit (plat). Le rendement est bon, et il y a d'autres avantages pas de glycol, pas de surchauffe, ...).

Et sinon, des commentaires sur le fonctionnement avec 2 ballons reliés en thermosiphon ? Là aussi, il vaut mieux mettre un circulateur ? :sad:
Merci !

@+
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Messagepar MICHOKO » Ven Fév 25, 2011 9:27 am

bonjour,
Et sinon, des commentaires sur le fonctionnement avec 2 ballons reliés en thermosiphon ? Là aussi, il vaut mieux mettre un circulateur ?
Le schéma m'a pas l'air mal, il faudra juste utiliser des tuyaux de bonnes sections pour que le thermosiphon s'amorce mais ça devrait fonctionner. (pas de coudes trop prononcés non plus ). Après, rien n'empêche de mettre un circulateur si c'est insuffisant. C'est à l'usage que l'on se rend compte de ce qui est à améliorer.
Pour le départ radiateur, je le prendrais plus haut dans le ballon et ferais passer le retour dans le plancher chauffant.
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Messagepar Beone68 » Ven Fév 25, 2011 21:37 pm

Bonsoir Michoko,

Merci pour tes conseils.
En fait, il n'y aura pas de mix radiateur/mur chauffant à priori. Ce sera l'un ou l'autre, le choix se faisant sur les critères suivants:
- mur chauffant = rayonnement (bien) mais pas mal d'inertie (pas souhaité)
- radiateur = convection (pas souhaité) mais assez réactif (bien)
Seule la SdB fera sans doute exception, car j'envisage de mettre un ventilo-convecteur pour pour gérer des pics de températures rapides avant de prendre une douche (ex: t° à 18° en permanence, puis 21° en boost avant la douche).
Il n'y aura pas de plancher chauffant chez nous. Après test dans la famillle, même en basse température, des problèmes circulatoires aux jambes font que ce n'est pas confortable pour nous. Donc quand tu parles de faire [quote="MICHOKO"]passer le retour dans le plancher chauffant.[/quote] je ne vois pas trop comment ça s'applique et quel est le but ?

Sinon, j'ai remonté le piquage de départ des émetteurs de chaleur. En fait, je l'avais mis plus bas dans la version 0.0 pour favoriser l'envoi des calories vers le ballon d'ECS. J'ai mis le schémas à jour.

Autre modification, je passerais bien le ballon de chauffage sur un modèle à échangeur annulaire pour diminuer les pertes de charge (et améliorer le rendement ;-) ), mais dans mes recherches, je n'ai jamais trouvé plus de 300l, alors que je pensais plutôt partir sur 1000 à 1500l sur celui-ci, et sur 450 à 500l pour l'ECS (ce sont aussi les plus petits modèles que j'ai trouvé pour un ballon avec la production ECS instantanné).
Si vous avez des pistes ?

A+
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Messagepar Besson François » Ven Fév 25, 2011 23:05 pm

Bonsoir a tous , Beone
A relire tes interrogations , il me semble que certaines notions t echappent
Un capteur plan a un rendement en fonction de la puissance diffusé par le soleil , de la temperature exterieur et de la temperature du fluide qui circule a l interieur , c est pour cela que l on admet qu un delta de 10° entre l entrée et la sortie du capteur est une valeur correct
Avec le thermosiphon ce delta va passer a 30° ,voir plus , consequance d un debit beaucoup trop faible , toute la partie haute des capteurs sera soumise a deperdition de façon importante
C est pour cela que l hivers et en inter saison avec un soleil mitigé , le thermosiphon aura du mal a s instaler , autant de pertes pour l instalation , des capteurs 20° au dessus de la temperature du ballon et pas de circulation
Apres avec un peu de chance , tu peux esperer que ça fonctionne pas trop mal , ok , comment le sauras tu ?, j ai mis des mois avant de comprendre , aidé par les membres du forum , certains disfonctionnement de mon instalation , pourtant j etais tres satifait avec 1/3 de rendement
Ton projet est tres bien , beaucoup mieux qu avec des capteurs sur un toit plat :cool:
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Messagepar Beone68 » Mar Mar 01, 2011 14:54 pm

Bonjour,

Quelques jours de réflexion (bon, je vous rassure, je n'ai pas fait que ça non plus :-D ) m'ont permis de reprendre le raisonnement qui me fait préférer le thermosiphon: c'est l'absence de pompe qui consomment du courant électrique.
Mais comme le dit justement François Besson: "Le rendement en hiver, Beone, le rendement il n'y a que ça de vrai !" :mrgreen:
Quoi, il n'a pas dit ça ? Bon d'accord, mais pas loin.

Bref, je digresse, je digresse.
Donc en gros, pendant la période de chauffage, si le solaire ne donne pas suffisamment, j'aurai fait tourner le poële bouilleur. Donc la pompe de circulation du bouilleur aurait fonctionné, donc je ne gagne rien. Autant faire tourner la pompe du solaire pour obtenir les calories gratuites du soleil.

Cela donne donc un schéma modifié, avec circulation forcée pendant la période de chauffage (exploitation maximale des calories solaires disponibles) et thermosiphon l'été (rendement dégradé, ça tombe bien, ça contribuera à m'éviter la surchauffe).

A+
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Messagepar Besson François » Mar Mar 01, 2011 21:05 pm

Bonsoir a tous , Beone
Je descendrais le retour du ballon esc bien en bas du ballon de chauffage , autrement pour le reste , ça me plait bien :roll:
Je viens de trouver ça sur le poste a coté , a lire en bas de page les differents temps de chauffe et pertes de puissance , c est assez parlant
http://www.atlantic.fr/documents/ATL-du ... roduit.pdf
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Messagepar Ménéline » Sam Mar 05, 2011 15:11 pm

Bonjour,

c'est un grand jour : pour la première fois que j'ose poster sur un forum ! :cool: J'ai un projet on ne peut plus similaire que Beone68 (maison basse consommation, poêle bouilleur, SSC associé la différence est la Normandie...) et je vous remercie pour vos contributions car le schéma sera exploité :-D (avec un circulateur de plus :lol: ) Mes interrogations portent sur le dimensionnement des ballons (j'ai des contraintes de place) et sur la puissance des radiateurs (je préfère aux plancher/murs chauffants je ne suis pas tranquille avec de l'eau qui circule dans des murs ou des planchers) afin de pouvoir prévoir plus finement le système : le poêle prévu fourni 7 kW à l'eau (et 7 kW pour le chauffage direct), il faudrait raccorder 4 radiateurs (en fonte ?) (volume à chauffer de 35 m³ pour trois pièces et 50 m³ la dernière mais qui bénéficie d'un apport solaire passif), 2 radiateurs en acier sèche-serviettes (15 m³ et 10 m³) pour chaleur ponctuelle au moment de la douche et une consommation en ECS de 300 L (exagérée mais nous sommes cinq à la maison et j'aurai souhaité raccorder la machine à laver le linge et le lave vaisselle à l'eau chaude). Il est prévu une VMC DF préchauffée avec un tunnel à galets (encore du solaire !). La maison aura également un bon apport solaire passif (mur nord aveugle, larges baies vitrées au sud : près de la côte en Normandie nous avons souvent du soleil 8-) ) avec stockage dans l'inertie du plancher et des murs.

Qu'en pensez-vous (j'aurai trop chaud, trop froid, les radiateurs ne sont pas une bonne idée ...) ? Les radiateurs sont prévus pour un appoint de trois chambres à l'étages et une chambre excentrée au RDC.

Merci beaucoup d'avance pour toutes vos remarques.

Ménéline
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Messagepar Beone68 » Jeu Mar 31, 2011 11:46 am

Bonjour,

Mauvaise nouvelle: après avoir calculé les masques solaires pour différentes implantations, il n'est pas possible de poser les capteurs solaires au sol ou sur le toit du garage enterré, comme je l'avais pensé au départ (capteurs à l'ombre du voisin une grosse partie de l'hiver). Il va falloir les mettre en toiture.
Résultats => pas de système en [semi-]thermosiphon :cry:

Sinon pour Ménéline:
pour dimensionner le chauffage, il faudrait connaitre les déperditions de la maison, ou au moins le volume/la surface chauffée, l'isolation, etc.

A+
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Messagepar Beone68 » Ven Déc 30, 2011 12:08 pm

Bonjour,

Notre projet (de construction) a un peu évolué, et nous pouvons relancer le projet solaire.
Le schéma reste le même, mais pour des questions techniques (adaptation rapide du chauffage aux apports extérieur / faible inertie, entre autre), nous allons rajouter une vanne 3 voies de mélange motorisée, pilotée par une régulation sur sonde extérieure.
Les émetteurs de chaleurs seront un plafond chauffant, dont chaque zone est régulée en TOR par une vanne de coupure motorisée pilotée par un thermostat (KaRo systeme).
Je n'ai pas encore mis à jour le schéma, mais ça va venir bientôt (en cours).

Je reviens vers vous justement pour les connexions hydrauliques et le dimensionnement du ballon. Nous partons sur un ballon à stratification type SPS avec un échangeur solaire (voir PJ).

Dimensionnement:

Le ballon sera branché sur un poêle bouilleur Olsberg Tolima Aqua Compact (10kW, répartition env 70% à l'eau) et env. 10m2 de panneaux solaires. Il y a aussi un ballon de 200l d'ECS instantanée en thermosiphon sur le ballon principal.

Pour des questions d'encombrement, d'autonomie et de coûts, j'hésite entre le 800l et le 1000l. En dessous de 800l, j'ai peur que nous n'ayons pas assez d'autonomie en hiver pendant nos absences (entre 2 charges du poêle, nous travaillons en journée). Au dessus de 1000l, je crains que nous n'ayons que de l'eau tiède hors saison de chauffe (= poêle arrêté) et que le poêle ne soit pas suffisant pour réchauffer toute l'eau (il faut penser que se rajoute une ballon ECS instantanée de 200l).

Cependant ma régulation (Genius HKR) permet de régler la régulation solaire en dT constant. En réglant un dT faible en hiver (meilleur rendement) et un dT important en été (températures plus hautes), on peut peut-être contourner les problèmes avec une eau assez chaude en haut du ballon, même si tout le ballon n'est pas réchauffé ?

Qu'en pensez-vous (quel volume)? (et pourquoi)


Raccordement du ballon:

Les piquages dont je suis sûr:
- aller thermosiphon vers ballon ECS en A0
- retour poêle bouilleur en A/B 1
- retour chauffage en A4 (débit important avec températures variables donc branchement dans le tube de stratification).
- Boucle solaire en S1 et S2 :-D

Les piquages dont je ne suis pas sûr:
- retour thermosiphon du ballon ECS en B4 (eau très froide ?) ?
- aller poêle bouilleur en A/B 3 ou B4 (on chauffe tout le ballon ou on espère que le fond peut être réchauffé par le solaire en hiver) ?
- aller chauffage en A/B 1 ou A2 (en 1, je crains que toute l'eau chaude soit envoyée vers le chauffage car circulation forcée et rien dans le ballon ECS car thermosiphon) ?

Qu'en proposeriez-vous ? (et pourquoi)

Merci de votre aide et commentaires !
Beone
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Messagepar Beone68 » Sam Déc 31, 2011 15:51 pm

Bonjour,

Voici le schéma mis à jour, avec les plans des ballons que nous comptons utiliser (STG Thermie).

Bonnes fêtes,
Beone
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Messagepar gilles » Dim Jan 01, 2012 11:25 am

bonjour à tous
je reprends tes termes
"il faut penser que se rajoute une ballon ECS instantanée de 200l). "
je pense que le ballon fait 200 litres et que la contenance ecs du serpentin est de quelques litres
non
gilles
bonne année à tous toutes
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