Mon projet "PlanSol"

[Michel38]

Bonjour à tous,
en prévision d'un projet de chauffage solaire, j'ai découvert votre site qui me semble très pointu sur le sujet.
J'aimerais soumettre à vos yeux critiques ce que j'envisage et serais heureux de tous vos retours et remarques sur ce projet.
Vous trouverez ci-dessous la présentation et le synoptique de l'installation. J'ai voulu faire simple (la même eau pour tout le circuit) mais complet.
Au plaisir de vous lire.
Michel38.

Habitation à rénover entièrement dans ancienne grange. Région Annecy à 400m d’altitude .
Grand toit sans ombre, pentes 45° orientées nord/sud, couverture à rénover. A l’intérieur, tout à faire (isolations, dalles, conduit cheminée, ouvertures, escaliers…) Surface habitable envisagée : 70m². Un architecte est prévu. Il faudra sans doute prendre contact dès la conception avec un installateur spécialisé pour valider l’étude.
Choix d’un chauffage par plancher solaire direct + poêle bouilleur
Avantages :
• Très économe en fonctionnement (solaire + bois)
• Très bon confort thermique (plancher chauffant + poêle)
• Ecologique
• Gère également l’eau chaude sanitaire
• Très faible conso électrique, possibilité d’être secouru par photovoltaïque + batterie
• Sécurité été/hiver des capteurs solaires par autovidange « drain-back »
• Faible entretien
Inconvénients :
• Etude et Installation par professionnel spécialisé
• Coût d’installation (dalle chauffante, panneaux solaires, poêle, ballon, plomberie….)
• Manipulation d’un poêle à bois les jours d’hiver sans soleil (stockage bois, chargement, nettoyage)

Il faut calculer le retour sur investissement mais aussi prendre en compte des valeurs non mesurables économiquement (confort, coût écologique).

Installation et contraintes : gel du toit en hiver et surchauffe en été= installation prévue en autovidange à circuit fermé (pas de glycol). Utilisation d’un ballon tampon pour stocker les calories du solaire et du poêle bouilleur. L’eau chaude sanitaire est réchauffée par le ballon tampon à l’aide d’un serpentin indépendant qui génère de l’eau chaude « instantanée » et évite ainsi la production de salmonelles.
Température du circuit dalle de 20°C(paramétrable) jusqu’à 45°C maxi (limité par mitigeur 3 voies)
Le poêle bouilleur est utilisé lorsque le solaire est insuffisant. (anti condensation réglé par mitigeur 3 voies et circulateur) Un radiateur de salle de bain utilise la partie chaude de l’eau du ballon tampon. Un circulateur indépendant est commandé par un thermostat placé dans la salle de bain.
La même eau circule dans tous les circuits (à l’exception de l’ECS).

Questions en suspens :
• est-il nécessaire de séparer les circuits d’eau solaire- poêle-ballon ? Pourquoi ?
• Dimensionnement du ballon tampon et de la surface panneaux


L’automate de gestion est de fabrication « maison »:

• Carte électronique programmable en langage C
• Affichage graphique monochrome 128x64 pixels avec back light
• Mémoire eeprom pour sauvegarde paramètres et historiques
• Clavier 7 touches
• Horloge temps réel
• Buzzer
• 12 sorties relais contacts secs 230Vac/16A
• 5 entrées sondes de température
• 6 entrées TOR
• 2 sorties PWM (pilotage des circulateurs
• Toutes connectiques débrochables
• Alimentation 230Vac + entrée alimentation secourue 12Vcc

SYNOPTIQUE.jpg (72.19 Kio) Vu 3510 fois

[froglock30]

Salut,

J'ai un peu le même type d'installation, mais dans mon cas la source principale est le bouilleur, le ballon tampon a donc été dimensionné pour le bouilleur et en deuxième intention, on a rajouté des panneaux solaires afin d'avoir de l'ECS hors période de chauffe.

On a donc mis uniquement deux panneaux et cela me produit mon ECS de fin avril à fin septembre, dans la période intermédiaire on fait une flambée le soir afin d'avoir de l'eau chaude le lendemain matin et casser un peu la fraicheur du soir (ou on laisse la chaudière Gaz compléter pour l'ECS) - en automne / hivers la production de ces deux panneaux est anecdotique.

Chez moi, les deux panneaux sont en drain back et sont branchés dans un serpentin dédié en bas du ballon. A mon avis, je ne pense pas que cela soit possible de faire du drain back branché directement sur le ballon il y a quand même un peu de pression dedans (ce n'est que mon avis, je ne suis pas un pro)

Mon ballon fait 600L pour un bouilleur de 6.5kWh de puissance à l'eau et cela suffit pour ma villa de 120m2 relativement bien isolée.

Fred.

[Michel38]

Merci Fred pour ta lecture et tes commentaires.
L'installation est "en circuit fermé" et, tel que décrit dans le synoptique, il y aurait environ la même pression partout (ballon, poêle, panneaux, plancher, selon la hauteur) . J'aimerais vos retours pour savoir quels arguments militeraient contre cette architecture. Le réservoir d'auto-vidange serait bien sûr placé en dessous des panneaux et au-dessus du ballon et dans une zone ne craignant pas le gel.
Au plaisir de vous lire, Michel38.

[ventura]

Bonjour,
Michel 38 on ne connait pas ta région.
Dans le Sud cet hiver, jour avec soleil avec 2 capteurs ballon 300l, ECS assuré par le solaire, 2 jours d' autonomie.
2 Tinox orientation Sud +31°, 60°inclinaison 4h 30 d'ensoleillement,le reste du temps ombre par des arbres.
Au mois de mai je vais orienter mes capteurs à la verticale ( pour éviter la surchauffe ).

[lebritish]

Bsoir,

Tu es obligé de mettre un serpentin pour le solaire en bas du BT. En effet lors de la chauffe la pression de l'eau va forcement augmenter vu que tu es en circuit fermé.
Perso j'ai un BT de 1500L avec un VE de 150 litres. La pression passe de 1 bar à 2.5 bar donc à moins que tes panneaux soit à 30m de haut il vont se remplir tout seul la nuit !
le serpentin ECS part du bas du BT et va jusqu'en haut.

Voici un exemple du type de BT qu'il te faut: https://nideck.com/ballon-tampon-combin ... taire.html

le rajout du serpentin solaire te coûte à peine 150€ sur le 1000l, donc faut pas s'en priver

Après le combo plancher chauffant + bouilleur je suis pas certain que ce soit judicieux en terme de confort vu l'inertie du PC y'a des fois où il va faire très très chaud dans le salon

[visionmasterpro]

Bonjour
Habitation à rénover entièrement dans ancienne grange. Région Annecy à 400m d’altitude .
Grand toit sans ombre, pentes 45° orientées nord/sud, couverture à rénover. A l’intérieur, tout à faire (isolations, dalles, conduit cheminée, ouvertures, escaliers…) Surface habitable envisagée : 70m². Un architecte est prévu. Il faudra sans doute prendre contact dès la conception avec un installateur spécialisé pour valider l’étude.

Encore un projet incompréhensible en terme de logique, vous partez d'une grange ou vous avez toute possibilité de bien isoler et de traiter l'ensemble des difficultés liés aux défauts de conceptions d'un bâtiment existant ancien. Vous êtes dans un cas favorable pour réaliser un beau projet avec des besoins énergétiques minimes.
alors pourquoi investir dans une usine à gaz surtout pour 70m2 ? un simple poêle c'est suffisant (d'autant qu'il faudra prévoir un complément à votre installation solaire) avec peu être une difficulté à trouver un petit poêle . AUtant économiser sur l'installation de chauffage et maximiser l'isolation tout en profitant du solaire passif.

Par expérience faire un automate maison c'est perdre son temps et son argent pour un resultat qui a de grandes chances de ne pas égale à un automate professionnel. AUtant economiser son temps et ne faire que la partie programmation en fonction de son projet.
selon la description que vous faite il y en a pour moins de 1000€ pour un automate avec une interface web en HTML5 que l'on pilote sur un PC, une tablette ou son smartphone avec les relais et des sondes

[Michel38]

Bonjour
Je suis heureux de voir que les internautes « Apper » s’intéressent à mon projet. Je pense que je dois ajouter quelques renseignements pour mieux me faire comprendre.

Je rappelle pour Ventura que le projet se situe dans la région d’Annecy. Ce logement est destiné à ma fille. Personnellement, je réside vers Grenoble.

Pour lebritish, j’ai bien compris le problème de la surpression et j’ai fait le raisonnement suivant :
Calcul volume dilatation :Dans le pire des cas, pour une T.max de 90°C et un ballon tampon de 500 litres d’eau, il faut prévoir un volume supplémentaire de : 520 x 0.035 = 17.5litres . Si je compte une dizaine de litres max pour les panneaux + la tuyauterie, cela nous donne un volume de 27 litres. En prenant un ballon réservoir du genre « DRAINBOX » (fabricant STI solar) d’un volume de 55 litres, on aurait donc une variation de volume de la moitié du Drainbox. Cela nous donne une élévation de pression de 1 bar, mais comme l’air est aussi monté en température, on a encore presque 1 bar de plus. Donc si « à froid », le système est à pression atmosphérique, à haute température, on ne dépasserait pas 2 bars. En conclusion, ce montage peut éviter de rajouter un vase d’expansion.
Par contre, je ne vois le rapport avec la nécessité de passer par un échangeur à serpentin et ce n’est pas une question de coût.

Pour visionmasterpro, je suis entièrement d’accord à choisir simple plutôt que compliqué. Il est certain que cette construction sera bien isolée puisqu’aux dernières normes de confort. Personnellement, je me chauffe au bois depuis 40 ans. J’en connais bien les avantages et les contraintes. Cela dit, le plancher chauffant apporte un confort incontestable et le solaire, une économie dont je ne vais pas faire la pub ici. Je pense qu'il est possible de diviser par 2 ou 3 "la contrainte" bois en utilisant le solaire. J’ai cherché à construire une architecture hydraulique la plus simple possible pour avoir tous les avantages thermiques (plancher chauffant, ECS, radiateur salle de bain). Maintenant, je suis d’accord qu’il faut faire attention à ne pas sur-dimensionner. Concernant l’électronique, je travaillais dans une PME qui fabrique des cartes pour l’industrie et les caractéristiques que j’indique sont celles d’un produit dont je suis le concepteur, qui est toujours fabriqué actuellement et que je peux approvisionner gratuitement. Je n’ai qu’à modifier mon programme et à connecter la carte sur les organes électriques de l’installation. Ce n’est pas la partie qui me fait le plus peur. En tous cas, la question de mettre un simple poêle se pose effectivement. C’est un choix à faire au départ de la construction en sachant qu’on ne peut plus faire marche arrière (serpentin dans la dalle).

Encore merci à vous et je suis toujours preneur d’autres remarques.
Michel38.

[YELLOW WHEELY BIN]

Pour visionmasterpro, je suis entièrement d’accord à choisir simple plutôt que compliqué. (...)
En tous cas, la question de mettre un simple poêle se pose effectivement. C’est un choix à faire au départ de la construction en sachant qu’on ne peut plus faire marche arrière (serpentin dans la dalle).

La pose des tubes en dalle, bien sûr ça va de soi.
Par contre, aucune obligation de les raccorder d'emblée..,.
plutôt voir ce côté-là dans une deuxième temps éventuel, une fois l'expérience acquise dans l'habitation
avec le bois...

YWB

[visionmasterpro]

Pour vous donner une idée de vos consommations en chauffage (pour 75 m2 et un projet bien pensé et maitrisé ou il y a un vrai travail d'optimisation en amont et sans compromis sur le confort thermique évidement) on est à consommer une palette de pellets en 8 ans.

C'est certain que vous allez faire des économies importantes avec une solution solaire pour le chauffage, d'autant que vos besoins vont être minimes en intersaison et concentrés sur les trois mois les moins ensoleillés.

Pour l'ESC effectivement c'est bien pertinent de choisir du solaire

[Lilde]

Ton projet m'intéresse beaucoup car je souhaite faire quelque chose de similaire avec du drainback sans échangeur en circuit fermé.
Concernant ton schéma, j'ai l'impression que le départ vers le plancher chauffant est pris sur le point le plus bas du ballon tampon, il faudrait mieux inverser pour prendre un piquage du milieu du ballon (inverser entre le vert et le jaune pour le branchement du plancher)
Les entrées et sorties sont plutôt appelées retour et départ.

Concernant le calcul de dilatation, je trouve une augmentation de 0,65bar pour un air qui passe de 10°C à 90°C (avec une pression initiale à 2bars 1 atmosphérique et 1 de compression lié à la dilatation de l'eau).
Il faut vérifier aussi que la "bulle d'air" du circuit solaire ne soit pas aspirée vers le ballon tampon par la circulation de l'eau, cela risquerait d'amener de l'eau dans la zone gélive. Je pense pallier à ce risque en utilisant un réservoir surdimensionné (notamment sur la hauteur pour avoir une garde d'eau importante entre le niveau bas et le piquage vers le ballon) et placer l'unique débulleur du circuit sur la conduite entre le réservoir d'auto vidange et le ballon, avec la sortie d'air bouclé vers le haut du réservoir d'autovidange. (Cf photo en pièce jointe, trouvé dans un livre anglais sur le chauffage solaire de John-Siegenthaler).

Le but étant que si de l'air va ailleurs dans le circuit, il soit progressivement ramené dans le réservoir d'autovidange. Les débulleurs étant censé permettre d'avoir en sortie une eau très peu chargé en air et donc susceptible de dissoudre l'air rencontré plus loin sur le circuit et ainsi le relâcher dans le débulleur.
ça c'est la théorie, j'ai pas encore installé donc pas encore de retour sur ça. ça sera encore plus important dans mon cas car je souhaite placé le ballon tampon plus haut que les panneaux. (cf compte rendu de guy delsol et François 34 mais avec un échangeur : https://www.apper-solaire.org/Pages/Exp ... index.html)

Edit : exemple de débulleur avec raccord pour la sortie d'air :

[Michel38]

Waw ! Super tous ces retours !

Alors oui Yellow Wheely Bin et Visionmasterpro, je suis d’accord que faire l’installation en 2 temps est la voie de la sagesse. Nous pourrions installer les serpentins à la fabrication de la dalle et les pattes de fixation des panneaux au moment de la réparation du toit, cela pour un coût minimal, laisser passer un hiver chauffé avec un vieux poêle à bois puis prendre une décision par la suite. Cette chronologie sera sans doute validée par ma fille.

Enfin, Lilde, OK pour le calcul de dilatation (j’avais trouvé pareil mais j’ai arrondi « large »), pour l’endroit du piquage et le problème du (des) débulleur(s), je n’ai pas encore réfléchi à ces questions mais je prévoyais un ballon multi-piquage et j’imagine que les positions des circulateurs, tuyaux, coudes etc doivent avoir une importance dans l’éventuelle rétention d’air. Des règles bien appliquées sur les positions de ces organes devraient peut-être suffire pour éviter les problèmes mais je prendrais un peu de temps pour vérifier cela.

Il n’empêche que je me pose toujours des questions sur l’architecture générale :

• Pourquoi serait-il nécessaire de séparer les circuits d’eau solaire- poêle-ballon ?
  La « simplicité » de l’installation prévue cache-t-elle des pièges ? Lesquels ?
  La même installation a-t-elle déjà été utilisée ? Avec quels résultats ?

Si quelqu’un a des réponses, je suis intéressé…

[domwood]

On évite autant que possible d'avoir une oxygénation dans un circuit de chauffage. oxydation, corrosion, algues, embouage...

à noter que certaines chaudières exigent une pression pour fonctionner.

précision pour le plancher, mise en eau quand même pour vérif et tenue pression, ainsi qu'au moment du coulage (du moins pour le per-déformations). une fois sec le dispositif peut être mis en attente.

[YELLOW WHEELY BIN]

Il n’empêche que je me pose toujours des questions sur l’architecture générale :

• Pourquoi serait-il nécessaire de séparer les circuits d’eau solaire- poêle-ballon ?
  La « simplicité » de l’installation prévue cache-t-elle des pièges ? Lesquels ?
  La même installation a-t-elle déjà été utilisée ? Avec quels résultats ?

Si quelqu’un a des réponses, je suis intéressé…

Rebonjour Michel38 !

C'est bien d'avoir des questions !

A mon sens, séparer les circuits de chauffe c'est respecter le cycle de vie de chaque source d'énergie : le soleil est là le jour et non la nuit, et vice-versa pour le PàB. Chaque circuit vit donc sa propre vie à l'intérieur du stockage thermique.

Concernant la seconde question, à mon sens il ne s'agit pas de "piège" autant que d'écueil", savoir, on risque de se priver d'une source importante d'énergie: passer à côté = "tuer le gisement vert" que représente les quelques (? 70 ?) mètres carrés du toit lui-même...
Il s'agit donc de réflechir sur un captage passif et non actif (dans le sens d' ''intégré dans le bâti'') (= pseudo-passif) (on aura tjrs besoin d'une pompe ou d'un ventilo...).

Un simple recherche ouebbe telle :
https://www.google.com/search?client=fi ... ptage+toit

mettra en exergue quelques projets intéressants d'Apperiens...
Il y en a certainement bien d'autres...
Il convient aussi de penser à un captage passif à air (c'est ce que j'ai).

La dalle (et le sous-sol...) peuvent aussi jouer un rôle important pour le stockage, à condition de s'y prendre à temps...

N'hésite pas si tu as d'autres .... questions

YWB

[Lilde]

On évite autant que possible d'avoir une oxygénation dans un circuit de chauffage. oxydation, corrosion, algues, embouage...

Là on ne parle pas d’un drainback ouvert à pression atmosphérique mais d’un drainback fermé et pressurisé.
Donc la bulle d’air est en fait une bulle d’azote une fois que l’oxygène a réagi et il ne réagit qu’une fois étant donné que l’on ne renouvelle pas l’air hors vidange de l’installation ou fuites.

Donc il faut bien mettre l’installation légèrement sous pression à la mise en marche (dépend de la hauteur du reseau de mémoire) et avoir un volume de dilatation suffisant pour ne pas déclencher la sécurité pression (3bars généralement) lorsque l’installation est entièrement à la température maximale.

Habituellement on sépare le circuit solaire du reste du réseau pour pouvoir utiliser de l’antigel uniquement sur le solaire. (Même dans les installations drainback car plusieurs on eu des problèmes de gel suite à des installations pas suffisamment rigide (poche d’eau dans le tuyau) ou des équipements avec un rebord qui garde un peu d’eau.)
L’autre raison en drainback est d’avoir une pression moindre sur le réseau solaire (obligatoire si drainback ouvert) et comme tu l’as calculé éviter la dilatation du ballon tampon dans le vase de drainback.
J’ajouterais le fait d’éviter de dissiper la bulle d’air dans le réseau.

L’autre avantage, en plus de la simplicité (apparente car pour moi le manque de retour rend l’ensemble moins simple qu’une configuration et plus classique => risque de devoir faire des modifications de la plomberie à l’usage) est de gagner légèrement en rendement, en diminuant le différentiel entre la température dans le panneau et dans le plancher chauffant.

Si je dis pas de bêtises, Guy delsol a un trou dans son serpentin donc pression égale dans les 2 réseaux et il n’y a pas de problème à l’usage.

Après je rejoins les autres sur le fait que le solaire thermique est à voir comme une façon de palier au manque de solaire passif (veranda, baie vitrée, velux, … orientés sud) dans les bâtis où ce n’est pas possible.
Si vous pouvez faire du solaire passif, le solaire thermique sera plutôt utile sur de l’ecs uniquement.

[Michel38]

Rebonjour Yellow Wheely Bin et Lilde,

et merci Domwood pour tes mises en garde.

1 circuit d’eau = 1 circulateur. A priori, pas de problèmes de thermosiphon puisque solaire drainback, poêle prévu au même niveau que le ballon et plus hauts que la dalle : donc même eau mais circulations différentes et donc en principe une maitrise des flux thermiques.

Lilde, merci pour tes remarques, je pense que tu as bien saisi les avantages des choix d'architecture de ce projet. Pour la pression à mettre dans le circuit du poêle bouilleur, il faut effectivement vérifier les recommandations constructeur et voir si celà est compatible avec tout le reste du circuit. Concernant le glycol, si je comprends bien, il sert à compenser une installation mal faite comportant des rétentions d'eau. Par prudence, on peut choisir un ballon avec échangeur qui sera utilisé si glycol. Et pourquoi ne pas travailler avec un peu de sérieux? Faire des tests et ne mettre du glycol que si vraiment on a des doutes ?

Pour ce qui est du »passif », le logement sera majoritairement ouvert côté jardin qui est au Nord !! (pas de place « au sud ») C'est-à-dire qu’une ouverture de type véranda ne pourra pas du tout recevoir de soleil au moment où cela serait utile. Sinon, sur le principe d’un toit passif « au sud », je pense que la récupération des calories plus difficile (moins bon rendement) impose une installation plus importante et donc aussi chère que des panneaux (+ de mains d’œuvre car je ne suis pas charpentier). Quand il fait vraiment froid, le soleil ne pourrait pas compenser la petite bise contrairement aux panneaux. Pas de stockage possible des calories et restitution différée donc grosses variations de température dans les pièces. De plus le chauffage par air soufflé au plafond ne me convient pas en terme de confort thermique sans parler du bruit du ventilateur, des conduites d’air à faire passer partout et pas d’ECS… Je ne vois pas comment je pourrais « vendre » cette solution à ma fille.

Certains brouillards commencent à se dissiper sur ce projet, je vous remercie tous pour vos lectures et réflexions qui me font avancer.
Michel38