Encore une astuce pour la stratification

Auto-construction, trucs et astuces...

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richardel
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Message par richardel »

Bonjour a tous,

C'est bien connu, pour améliorer le rendement d'une installation, la stratification de la cuve est importante.
On connait déjà le rapport hauteur cuve / diamètre doit être le plus grand possible. En dessous d'un certain rapport, on peut envisager certaines technique qui facilitent la stratification.
On connait principalement deux systèmes :

1- un guidage des fluides qui amène l'eau chaude sur le dessus de la cuve.
C'est l'exemple de la cuve Solus de chez consolar.
http://www.consolar.be/Francais/accueil.html

2- Les cheminées de stratification ou l'eau choisit son niveau de sortie
là, j'ai pas de sites mais sur ce forum, c'est utilisé par Manu25 (et probablement beaucoup d'autres). Ramses a même eu l'idée de l'employer "a l'envers"

Lors d'une discussion, il était ressortit que c'était la surface de contact entre les différentes strates qui détruisait la stratification (d'ou l'intérêt des cuves hautes et étroites). A l'époque, j'avais lancé l'idée de placer une ou plusieurs plaques isolantes a certains niveaux pour diminuer cet échange thermique.
Personne n'avait relevé le mot sur cette idée a priori saugrenue. :roll:

Et bien, pas si bête que ça... :shock:
Je suis tombé sur ce document assez clair avec, même, une thermographie de la cuve... ca me parait assez performant. On devine nettement, l'endroit ou est placé le plateau isolant.

Reste a voir comment réaliser ce plateau au niveau de l'amateur pour que ca tienne a l'eau a 90/95°.
la discussion est ouverte :???:

Notons, au passage, que ce système utilise, aussi, une cheminée de stratification pour placer l'eau au dessus du plateau.

Amitiés
Fichiers joints
TF F 6.1.1.2 SunHeating Systems Vase tampon SPD.pdf
(181.71 Kio) Téléchargé 337 fois
Modifié en dernier par richardel le ven. mars 20, 2009 19:24 pm, modifié 1 fois.
L'important n'est pas la température de l'eau solaire, c'est le nombre de KWh engrangé.

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lebritish
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Message par lebritish »

Salut,

Pas bête cette idée de plaques isolantes entre les strates.

Tu pourrais peut être utiliser des plaques de polystyrène extrudé (pas cher et facile a ce procurer)
Apparemment cela ne ramolli pas avant 120°C et sa T° de fusion est autour de 270°C.

Seul prbl c'est pour aller les mettre ds la cuve ? Le couvercle s'enlève t il ?

Tiens nous au courant...

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m_you49
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Message par m_you49 »

Salut à tous.
1 ère réponse que j'ai faite hier soir en mp à Richardel
Voilà ce que j'avais comme ballon en 1ère installation. (fichier joint) Ça date de 81. Premier été: 95 °C au robinet de la cuisine ! Stratification au top. Obligation de mettre un thermostat limiteur de température et un mitigeur sur le départ ECS. Super principe. Pas mieux en simplicité depuis. Malheureusement, ballon en dentelle 10 ans après (corrosion du à l'oxygénation par le vase exp. à l'air libre). D'où les transformations en inox de l'été dernier. @ + Michel
2 ème réponse ce matin.
Je me demande si je ne vais pas imiter Y.Guern et reprendre mon idée de départ, à savoir: réserve inox au bain marie dans une cuve en résine armée de 800 l de type viticole avec un anneau au milieu ou aux 2/3 pour casser la convection et garder la partie haute en température élevée pour l'ECS. Des cuves en résine armée, on en trouve d'occas par chez nous (région vins d'Anjou et muscadet). @ + Michel
Je joins une 2ème image de principe en complément.
@ + Mil'd
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Malognes
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Message par Malognes »

Bonjour,

Le problème de l'isolant est que pour être isolant, il doit avoir la plus faible poids volumique possible: il faut le fixer pour l'empêcher de flotter. Dans l'eau, il doit avoir une structure à cellules fermées.

Au vu de la photo thermographique, l'isolant empêche le transfert de chaleur au niveau du cône supérieur de l'échangeur solaire avec l'eau la plus froide du ballon. Très bonne idée à réfléchir.

A+

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richardel
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Message par richardel »

Bonjour a tous,

Pour Lebritish
Si le polystyrène extrudé se ramolli vers 120°, ca laisse environs 25 a 30° de marge.
J'avais aussi pensé au polyuréthane.
Que ce soit l'un ou l'autre, j'avais l'intention de recouvrir l'isolant de polyester et ce, pour deux raisons :
1- le protéger de l'immersion permanente.
2- rigidifier l'ensemble pour éviter la cassure de l'isolant (pression de l'eau)

Je ne suis pas sur que le polystyrène tienne le coup aux produits (durcisseur).
Par contre, pour l'avoir pratiqué, le polyuréthane tient très bien le traitement.
Ah oui, je me souviens, c'était la construction de mes premiers capteurs solaires au début des années 80.

Pour mettre dans la cuve, pas de problèmes puisqu'elles devront être soudées sur place (l'escalier étant trop étroit).

Pour m-you,
Je ne te donne pas l'adresse du post dont je t'ai parlé en mp car j'ai remarqué que tu le connaissais (il y a un message de ta part)
encore merci d'avoir communiqué ton expérience sur l'efficacité de l'étranglement.

Pour Malognes
Oui, Malognes, tu as raison. J'ai pensé soit a un système de U soudé sur le pourtour, soit une sorte de treilli soudé contre lequel l'isolant viendra se plaquer.
Mais il y a toujours le risque de rupture c'est pourquoi j'avais pensé l'entourer de polyester pour le rigidifier et le protéger de l'eau.

Je suppose que quand tu parlais de "cellules fermées", c'est pour que l'eau ne pénètre pas l'isolant (sage précaution). Je sais que c'est le cas du polyuréthane mais faut que je regarde pour le polystyrène extrudé.
Je suppose que si je mets du polyester, ca n'a plus grande importance mais rien n'empêche de respecter ce point pour parer a une éventuelle défaillance du polyester.

Je suis d'accord avec toi, l'idée mérite qu'on s'y intéresse.

Amitiés
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Malognes
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Message par Malognes »

Bonjour,

Pour l'enrobage polyesther, il faut mettre une couche de finition top-coat comme pour les piscine afin d'éviter l'osmose : cloques du polyesther.

Je partirais sur le principe du cône de consolar qui accélère le thermosyphon avec peu d'eau au niveau de l'échangeur enroulé à plat.

Une autre idée : avec un échangeur enroulé en hauteur, on lui met une tôle perforée à l'intérieur et à l'extérieur à 0.5 cm du tuyau : cela va faire une cheminée en couronne. Au lieu des tôles, on pourrait mettre des feuilles polyesther. Et si on veut vers le principe pseudo-isolant, mais je ne connais pas le nom : cela ressemble à un panneau de polycarbonate mais il est en polyéthylène noir ou blanc 3-5 mm. On s'en sert pour faire des supports de pub.

A+

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thermitch
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Message par thermitch »

J'aime bien le système de l'étranglement 8-)

Et si on couplait ça avec la cheminée de stratification qui "rentre par le haut" de Ramses :-?
On a le "casse vitesse en haut", avec l'ECS qui profite du chaud, puis l'eau va se placer en bas à la hauteur qui lui convient ...

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richardel
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Message par richardel »

Bonjour a tous,

Merci, malognes de ta remarque sur le top-coat. C'est certain, je serais passé a coté si tu n'en avais pas parlé. Idée retenue.
Ca me parait une bonne idée de combiner l'échangeur consolar mais pour ma part, j'abandonne les échangeurs type serpentin car il en faut des mètres de tuyaux pour avoir 4 a 5 m² d'échange (20m² de panneaux). Actuellement, j'ai 2 m² et manifestement, le calo porteur n'a pas le temps de céder les calories.
Je me dirige plutôt vers un échangeur a plaques externe.
Du coup, c'est plus facile d'opter pour une cheminée de stratification (normale ou inverse) combinée avec un plateau isolant.

Pas bête ton idée de cheminée périphérique. J'avais déjà pensé a un système semblable sans les trous (juste pour guider l'eau chaude au dessus). Ton idée est d'autant plus séduisante que vu la surface disponible, on pourrait forer pas mal de trous et ainsi réduire la vitesse de diffusion de l'eau... A creuser.

Oui, l'idée de l'étranglement est intéressant mais attention a la construction au niveau amateur... ne pas oublier que l'eau, c'est lourd et si l'on ne veut pas voir le dessus de la cuve s'effondrer, faudra être prudent.
ou alors, laisser la structure de la cuve intact et simuler cet étranglement de façon interne.

Amitiés
Modifié en dernier par richardel le dim. mars 22, 2009 14:06 pm, modifié 1 fois.
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thermitch
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Message par thermitch »

Côté construction, je verrais bien deux ballons l'un sur l'autre tête bêche ;-)
A travailler côté fixation ... :-?

jyf82
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Message par jyf82 »

Bonsoir,
Pour Richardel,
- Le polystyrène est incompatible avec la résine polyester car celle ci contient
35% de styrène monomère ( destruction du polystyrène).Pour contourner ce
problème , il faut passer à la résine epoxy.
- Pour la mousse de polyuréthane (cellules fermées) possibilité d'un recouvrement avec une résine polyester.
- Résine polyester:il faut une température de travail supérieure à 18°C ,
le retrait est important 7% si non armé.La température d'utilisation est faible
30 à 40°C (à vérifier).
- Résine epoxy : se travaille à partir de + 10°C, au durcissement le retrait
est très faible.Supporte une température d'utilisation de 100°C et ponctuellement 180°C.
- L'idéal serait pour la réalisation de ce plateau de s'inspirer de la technique
planche à voile avec un noyau cellules fermées et recouvrement toile de verre.
A+

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richardel
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Message par richardel »

Bonjour a tous,
Le polystyrène est incompatible avec la résine polyester car celle ci contient
35% de styrène monomère ( destruction du polystyrène).Pour contourner ce
problème , il faut passer à la résine epoxy.
Je m'en doutais quelque peu car, sans en connaitre la raison, j'avais déjà remarqué que le polystyrène fondait avec certaines colles.
Résine polyester:il faut une température de travail supérieure à 18°C ,
le retrait est important 7% si non armé.La température d'utilisation est faible
30 à 40°C (à vérifier).
Juste un petit doute sur la température d'utilisation. J'ai utilisé cette résine (avec fibre de verre) pour rigidifier un coffre de capteurs solaire construit avec des plaques de polyuréthane. La température dans le capteur doit être supérieure a 40° et je n'ai jamais relevé d'anomalies.

Quoiqu'il en soit, la résine époxy semble avoir la cote. Cette résine nécessite-t-elle aussi un top coat comme le suggérait Malognes ?

Concernant la technique de la planche a voile, je ne connais pas du tout. Je vais voir ce que le net propose

J'ai bien reçu le mp, jyf82, et je t'en remercie (tant pour le message que pour tes conseils.)

Amitiés
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Besson François
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Message par Besson François »

Bonjour a tous
Je profite du sujet pour ouvrir une parentaise car je vais modifier ma cuve de stockage
J ai actuellement une cuve de 1000l enterree, mal isolee , trop grosse , j ai achete une cuve de 500l que je vais mettre a l interieur et profiter de l espace libre pour isoler
Mon premier serpentin , entree et sortie obligatoirement par le haut , l arrivee solaire entre par le haut , puis descent tout en bas ,puis remonte progessivement , et ressort par le haut
La temperature est omogene , il est facile de calculer l energie stockee ,mais difficile a utiliser car pas tres chaude
Si j ai bien compris le principe de la stratification , il faudrait que j inverse le sens de circulation ,entree solaire par le haut du serpentaint ?
Sachant que la cuve fait 90 de haut et un diametre de 70 en bas et 1m en haut , pas ideal, la hauteur du serpentaint 60 , il reste que 30 en haut , je risque de surchauffer avec 25kw ?
Le deuxieme serpentaint peut il rester une simple spirale a 5cm de la surface ?
Merci , François
Amicalement François

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richardel
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Message par richardel »

Bonjour a tous,

Manifestement, François, avec une cuve de 1m de haut et 70cm de diamètre, on ne peut pas dire que tu aie des dimensions idéales pour faire de la stratification. En son temps, j'ai calculé le rapport hauteur/diamètre de la cuve de Manu25 qui stratifie très bien (la cuve, pas manu :-D ) et je pense que c'était supérieur a 2.7. (dans ton cas, c'est 1.25 et moi je me plains avec 2.4!!!).

Au niveau des serpentins, l'eau chaude doit commencer son circuit au point le plus haut de l'échangeur. Il faut toujours mettre le plus chaud au plus haut.
Note que dans ce cas, tu vas amorcer un semblant de stratification grace a ce principe mais je ne suis pas convaincu que la stratification va rester car avec le temps, vu la surface de contact entre les différentes strates, l'eau chaude du dessus va "contaminer" l'eau froide du dessous.

Concernant le volume, moi j'ai tourné avec une cuve de 560L et 10m² de capteur et c'était "limite trop peu" (et j'habite en Belgique). Je suis passé a 20m² et j'envisage une réserve de 2500L. Mais la 560L stratifie assez bien.

Concernant la puissance a transmettre, c'est surtout la surface de l'échangeur qui sera déterminant.

Amitiés
Modifié en dernier par richardel le lun. mars 23, 2009 13:38 pm, modifié 1 fois.
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Besson François
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Message par Besson François »

Bonjour Richardel
En fait , j ai peur de ne pas chauffer le bas de la cuve et donc de surchauffer
Mon panneau , 15m² autocontruit , ne me donne pas plus de 25kw / jour ; mais j evite d avoir plus de 65° a l arrivee solaire , a cause du polycabonate
L echangeur , 1m² , 25ml de cuivre de 12 , suffit a evacuer les calories
Il va me rester 25cm en haut pour le deuxieme , sur le diametre de 90cm , d ou l idee de la spirale a plat ? j ai aujourd huit un radiateur de clim , mais il ne rentre pas , je vais remplacer par du cuivre
Merci François
Amicalement François

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patoche
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Message par patoche »

Salut Francois, Tous,
Si j'comprend bien ( et c'est rare...)ta cuve est conique et sur 1m de haut ...comme dit Richardel, coté strat ça va pas être champion!!! :sad:
Par ailleurs, perso j'mettrais la grande base ...en bas et le'p'tit diamètre en haut.
Pour ta spirale à plat en haut, faute de place faut bien essayer....moi j'y vois pas mal et j'ferais même des spires sur 2 voir 3 niveaux...t'es pas à 10 ou 15 m de cuivre??? :roll: Qu'en pense Richardel et les spécialistes du calcul???
A+, Patoche,
C'est en restant à rien faire...qu'on apprend à mal-faire!!!

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