Poêle bouilleur pour complément ECS + stockage de masse

erbafdavid · Message par **erbafdavid** » ven. mai 29, 2009 17:05 pm

Bonjour a tous,

J'ai un projet d'installation solaire pour l'eau chaude que je paufine actuellement (installation prévue à l'automne). Par la suite j'envisage de raccorder mon poêle pour faire le complément d'eau chaude les jours gris d'hiver. J'ai consulté le forum et suis très impressionné par les réalisations de certains, ce qui me motive bien pour construire moi-même mon système...

Dans mon cas, le poêle est un Supra de 11kW qui est situé dans le salon et assure a lui seul le chauffage de la maison (la maison est compacte et sur un seul niveau, donc pas besoin de système de radiateurs).

Pour mon installation j'ai imaginé une solution qui, il me semble, évite les principaux écueils tout en ajoutant au poêle une fonction "stockage de masse" (voir schéma joint).

L'idée consiste à disposer derrière le poêle un réservoir d'eau morte, non isolé, d'environ 500l. Ce stock assure deux fonctions :
premièrement stocker la chaleur du poêle pour la restituer en différé, à la manière d'un poêle de masse, et deuxièmement servir de "décharge" au circuit ECS lorsque la température de consigne est atteinte. D'autre part ce réservoir est ouvert en haut et mis à pression atmosphérique ce qui éloigne le spectre de la "cocotte minute".

Le circuit comporte un circulateur et une vanne trois-voie, et la régule se résume à :
* Si le poêle est allumé lancer le circulateur (ce qui peut etre fait manuellement avec un minuteur ou automatiquement avec une sonde dans le poele)
* Si la T° de retour d'eau du ballon ECS est supérieure à 60° basculer la V3V vers le réservoir à eau morte.
Ca permet ainsi d'éviter tout risque d'ébullition dans le serpentin du poêle (car d'ici à ce que les 500 l du tampon bouillent, il y a de la marge...)

La question que je me pose encore est : où mettre le serpentin échangeur.
* Première idée : dans le foyer, comme certains l'ont fait. Dans mon cas ca sera plus exactement derrière le "réflecteur", dans la zone ou est sensée s'effectuer la post-combustion (d'après la doc du poêle..)
* Seconde idée : plaqué contre la paroi extérieure du foyer (sur mon poêle il y a un espace d'environ 2cm entre la paroi supérieure du foyer et une seconde plaque en fonte située au dessus, et donc la place d'y insérer un serpentin ; idem derrière le poêle). Le rendement serait moins bon, mais la combustiéon moins perturbée (de toute facon la fonction principale du poêle restera le chauffage).

J'ai éliminé la troisième idée consistant à enrouler l'échangeur autour du conduit de fumée car risque de bistre et peu esthétique ; d'autre part j'ai mesuré la T° de surface du conduit : environ 200°C à la sortie du poêle mais seulement 90°C au niveau du plafond (2m plus haut), ce qui me convainc que je récupère déjà une grande partie de la chaleur des fumées.

J'attend vos commentaires...
David

erbafdavid · Message par **erbafdavid** » ven. mai 29, 2009 22:09 pm

Oups, j'ai envoyé un ppt.
pour ceux qui n'auraient pas powerpoint, voila un pdf

looping · Message par **looping** » ven. mai 29, 2009 22:40 pm

Salut David

L'idée de l'échangeur à l'extérieur du poele a été testée par fraclo ici :

http://forum.apper-solaire.org/viewtopi ... c&start=15

Je crois que ça n'a pas été concluant

A+

thermitch · Message par **thermitch** » ven. mai 29, 2009 22:50 pm

J'ai lu ici à plusieurs reprise qu'un système ECS "correctement" dimensionné ne devait jamais entrer en surchauffe.

Si on peut donc se passer de la réserve hydraulique pour la décharge, je remplacerais le stock eau par la brique réfractaire comme un vrai poêle de masse.
Je suis en train de réaliser ça autour d'un insert, je vous en ferai part quand ce sera un peu plus avancé.

Si vraiment tu avais besoin de décharge ECS, pourquoi pas un serpentin dans la brique ?
Mais un truc me turlupine : si décharge ECS nécessaire, c'est en été ... donc pas de chauffage

erbafdavid · Message par **erbafdavid** » sam. mai 30, 2009 9:06 am

Merci pour vos remarques.

Effectivement je viens de voir le rapport d'expérience de fraclo...
qui au final s'est tourné vers un "vrai" poêle bouilleur. ca a l'air
délicat en fait.

pour thermich : dans mon cas la décharge est uniquement
pour le circuit du poêle, pas pour le solaire. celui-ci n'en aura
pas besoin, car il y aura soit un seul panneau (2,5m²) incliné
à 20°, soit deux, le second étant vertical et a l'ombre l'été.

Sinon pour le choix d'un stockage par de l'eau plutot que de la brique :
capacité thermique volumique de la brique = 1.43 kJ/litre/°C.
pour l'eau = 4.18 kJ/litre/°C. Ya pas photo...

thermitch · Message par **thermitch** » sam. mai 30, 2009 14:26 pm

La dernière fois qu'on a parlé de stockage, c'était avec Malognes ici : http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?t=2795

Il semble que le densité de la matière ait une grande influence et on y parle JxKg.K
Alors, y'a changement sur la photo ?

Avec la brique : la chaleur y entre seule ... elle en ressort seule.
Avec l'eau : il faut quelques matériels et gestion supplémentaires pour le faire.
Simplicité, gestion, maintenance, économie ... tout ça se discute et se calcule

erbafdavid · Message par **erbafdavid** » dim. mai 31, 2009 18:11 pm

Oups... post parti tout seul

erbafdavid · Message par **erbafdavid** » dim. mai 31, 2009 18:13 pm

J'ai donné les capacités thermiques volumiques car en pratique
c'est plus pertinent de comparer à encombrement équivalent.
En massique c'est encore plus défavorable pour la brique :
0.84 contre 4.28 ... soit 5 fois plus.
C'est sur qu'un circuit d'eau est plus difficile à mettre en oeuvre
que de la maconnerie mais un réservoir placé derrière le poêle
peut aussi stocker de manière passive en recevant le rayonnement.
C'était d'ailleurs mon idée initiale, l'idée de brancher le circuit
du bouilleur dessus servirait surtout à éviter l'ébullition dans
ce dernier.

Pour le meilleur endroit ou mettre l'échangeur, je vais commencer
par me renseigner sur ce qui se fait dans le commerce...
Est-ce que quelqu'un a des docs de fabricants la dessus ?

looping · Message par **looping** » dim. mai 31, 2009 20:13 pm

Salut David

Un exemple de poêle avec bouilleur sur ce compte rendu bien détaillé de Michoko :

http://www.apper-solaire.org/Pages/Expe ... r%20cashin

A+

Gérald

thermitch · Message par **thermitch** » dim. mai 31, 2009 20:28 pm

Je ne suis pas très matheux

merci de corriger s'il y a des erreurs.

Densité d'une brique pleine moyenne : 2 => la différence n'est plus que de 2,5

La limite de t° d'une brique réfractaire ~1300°, l'eau bout à 100°
Ça en fait des K en plus

Disons qu'on passe de 20° à 90° avec 1 litre d'eau :
P = cmt x m x Dt
4,28x1x70 = 299,6 Kj
1 litre de brique devra jouer sur un delta T de 180° (soit 20 à 200) pour arriver au même résultat. 0,84x2x180 = 302,4 Kj
Alors 200° sur la paroie nue d'un foyer, ça vous semble jouable ?

looping · Message par **looping** » dim. mai 31, 2009 21:24 pm

Bonsoir

Ben , dans la brique y'a pas de thermosyphon et ça passe pas dans un circulateur .

Blague à part , suivant l'épaisseur du mur en brique , la diffusion de la chaleur sera progressive donc pas complètement homogène .
Sans doute une moyenne entre la température de la paroi intérieur ( 200°C ) et la paroi extérieure ( 25°C ? )

A+

thermitch · Message par **thermitch** » dim. mai 31, 2009 21:37 pm

Tu as tout à fait raison Looping

Il faut chercher du côté des poêles de masse pour avoir quelque chose de plus précis.
Et comparer aussi au plancher et mur chauffant.
L'idée était surtout de voir ce qui pouvait influer le rapport complexité/qualité du résultat attendu/prix par rapport à un transfert et stockage dans l'eau.

Tu mets d'ailleurs le doigt sur un avantage du stock d'eau : on l'utilise quand on veut.
Alors que la brique ... elle relâche quand elle veut.

erbafdavid · Message par **erbafdavid** » lun. juin 01, 2009 15:55 pm

[quote="thermitch"]Je ne suis pas très matheux

merci de corriger s'il y a des erreurs.
[/quote]

D'accord sur les calculs ; cependant pour la brique réfractaire j'ai trouvé une densité de 1.7 et pas 2 (sur futura-science).
Bien vu sur un point : la brique travaille sur des delta T plus important que de l'eau ne pourrait le faire. En plus dans le cas du poêle de masse l'échange est maximal car le corps de chauffe est plongé dans la brique. Dans le cas d'un stockage a eau il faudrait plonger le poêle dans une citerne... mais la je crois que ma femme serait pas trop d'accord

Sinon blague a part en surfant un peu j'ai trouvé deux idées intéressantes :
1/ Utiliser comme échangeur un radiateur en alu collé à l'arrière du poêle est isolé par derrière. sur mon poêle il y a une surface de 60x50cm exploitable, a condition de déplacer la sortie du conduit de fumée sur le dessus, ce qui n'est pas difficile. Je n'ai pas trouvé de chiffrage de la puissance récupérable par un tel montage, mais ca me semble raisonnable de pouvoir récupérer 15 à 20% de la puissance du poêle... soit 1.5 à 2 kW, ce qui correspond bien à mon besoin de complément ECS.

2/ Brancher mon stock d'eau "de décharge" directement en thermosiphon sur l'échangeur. J'ai vu l'idée quelque part avec un gros radiateur à l'étage au dessus. Dans mon cas avec un radiateur comme échangeur et un branchement direct sur le stock la perte de charge devrait etre faible et donc le themosiphon facile a amorcer. Ca simplifie d'autant la régule, et un régulateur solaire simple pourrait faire l'affaire. En plus ca sécurise l'installation car le thermosiphon s'amorce automatiquement en cas de panne du circulateur.
Les cogitations continuent...
David