Projet de CESI

[Pateykrout]

Bonjour à tous,

Je m'étais présenté il y a longtemps, mais mon projet de CESI a pris du retard car mes panneaux seront mis en façade et j'attendais que le ravalement soit fait pour débuter l'installation. Les travaux seront bientôt achevés, je vais donc pouvoir installer le matériel, et c'est la raison pour laquelle je crée ce topic pour rentrer davantage dans les détails de mon projet.

Quelques informations clés :
- département : Marne
- consommation d'eau actuelle (2 adultes + 2 enfants) : environ 100 l/jour
- 2 panneaux TINOX LM112, soit 3,8 m² d'ouverture
- inclinaison 45°
- orientation Sud +60°
- appoint électrique en milieu de ballon


J'ai actuellement un ballon 300 L à 2 échangeurs car de nombreux avis conseillent d'avoir 2 jours de stockage (pour bénéficier des apports de la veille en cas de journée peu ensoleillée). Seulement voilà, au vu des simulations effectuées, la quantité d'énergie récoltée en une journée sera au maximum égale aux besoins ECS d'une journée.

D'autre part, le ballon installé par mon chauffagiste est un Charot Mixtherm 2 ATL, dont la surface d'échangeur solaire est de 0,65 m² seulement (soit 17 % de la surface des panneaux) !

Sur la base des 2 points énoncés ci-dessus, n'aurais-je pas intérêt à changer ce ballon par un 200L doté d'échangeurs mieux dimensionnés ?

Pour résumer :
Option 1 : "on part comme ça et on verra..."
Option 2 : "autant bien faire dès le début !"

Vos avis, conseils et autres remarques sont les bienvenues !

[ventura]

Bonjour,
Si tu as 2 échangeurs je te conseille de les mettre en série.
Un échangeur sous dimensionné crée un point d'équilibre de température plus haut.
Ce sera le cas en plein été à vérifier avec CalSol le simulateur numérique de INES ( Institut national Énergie Solaire)
Le reste du temps le problème va diminuer.
Perso je ferai l'essai.

[Pateykrout]

Merci pour cette réponse.

Cependant je pense avoir oublié un détail : les serpentins sont actuellement en série et reliés à ma chaudière.

Je comptais garder celui du haut pour la chaudière (ECS l'hiver) et de relier celui du bas aux panneaux.

J'ai peur que le delta T soit pourri et affecté le rendement vu la faible surface d'échange.

Ça m'apprendra à faire confiance à un "pro" !

[yves35]

bonjour,

mettre les deux échangeurs en série n'est pas conseillé. A cause de la position de la sonde qui donne la température du ballon. C'est expliqué sur le site de sebasol:

http://www.sebasol.info/forum.aspx?f=fo ... eau=0&p=12
et posts suivants

yves

[Pateykrout]

OK donc pour le moment, tout indique qu'il serait plus sage d'avoir une plus grande surface d'échange et donc un autre ballon.

Quid de la taille du ballon ? 200 L ? 250 L ? 300 L ? Sachant que je collecterai au maximum en une journée l'énergie correspondant à une journée d'ECS (pas de "rab")...

Mon raisonnement serait de prendre un 200 L (moins de pertes et volume suffisant pour un appoint en partie haute tout en conservant du volume en bas pour les apports solaires). Mais ce raisonnement est il le bon ?

[yves35]

bonsoir,

OK donc pour le moment, tout indique qu'il serait plus sage d'avoir une plus grande surface d'échange

non, arrête de te faire des nœuds dans la cervelle il est bien ton échangeur
D'autre part avoir un volume plus petit c'est collecter moins d'énergie et avoir plus recours à une énergie "industrielle"pour faire le complément en hiver.En mi saison et été la question ne se pose pas si tu restes sur 300 litres ton appoint sera coupé au moins 6 mois/an

yves

[DG74]

Bonsoir,
Le coefficient de transmission thermique pour l'acier est de 50 W/m.K. Voir sur ce site le calcul proposé pour connaître la puissance de l'échangeur afin de l a mettre en rapport avec la puissance des panneaux : https://www.robotique.tech/blog/calcul- ... -dechange/
P = U × A × ΔT 50*0.65
ce qui te ferait qq centaines de watts... pas terrible..

[yves35]

bonsoir,

Bonsoir,
Le coefficient de transmission thermique pour l'acier est de 50 W/m.K. Voir sur ce site le calcul proposé pour connaître la puissance de l'échangeur afin de l a mettre en rapport avec la puissance des panneaux : https://www.robotique.tech/blog/calcul- ... -dechange/
P = U × A × ΔT 50*0.65
ce qui te ferait qq centaines de watts... pas terrible..

Attention à intégrer dans le calcul le fait que les températures dans le ballon décroissent en descendant . Donc le Dt varie ,d'autre part l'ensoleillement varie aussi et le calcul de la puissance effective de l'échangeur est plus que hasardeuse... ce qui n'est pas le cas avec un générateur de chaleur fossile qui a une température d'entrée constante. C'est la différence entre collecter une énergie de stock (fossile) et de flux (solaire, vent).

Yves

[Uncle Buzz]

Attention à intégrer dans le calcul le fait que les températures dans le ballon décroissent en descendant . Donc le Dt varie ,d'autre part l'ensoleillement varie aussi et le calcul de la puissance effective de l'échangeur est plus que hasardeuse...

Pour le calcul on est obligé de prendre une moyenne, c'est une modélisation, différend de la réalité mais le calcul reste exact. Les zones où les échanges sont sousestimés compensent les zones où ils sont surestimés.

Par contre le U = 50 W/m².K correspond au cas d'un radiateur acier vers l'air ambiant d'une pièce, je ne suis pas certain que ce soit le même U pour un échangeur eau/eau (en fait je suis sur que ce n'est pas le même, mais aucune idée de l'écart avec cette valeur).

Dans un ballon du commerce dédié au solaire, l'échangeur solaire pour un ballon de 200-300L est d'environ 1.1-1.5m², avoir seulement la moitié signifie que pour transferrer toute la puissance provenant des panneaux, il faudra un delta T globalement 2* plus élevé qu'avec un échangeur de 1.3m², donc un fluide solaire plus chaud, donc un moins bon rendement solaire.

En préchauffage du ballon donc à température relativement basse, l'impact sera faible, pour chauffer totalement le ballon au solaire la perte de rendement se fera sentir, la dépendance à une autre source de chaleur sera plus importante en réduisant la période de l'année où le solaire sera suffisant.

Vu le cout d'un ballon neuf dédié au solaire + l'installation, il vaut mieux tester celui-ci au moins 1 an et faire le bilan, acheter un ballon plus performant mais qui sature la moitié de l'année ça a peu d'intérêt.

[DG74]

Merci pour la réponse,
Difficile de trouver des valeurs étayées, toutefois en fouinant sur le net j'ai trouvé des indications qui donneraient un coef de 350 à 500 W/m²°C pour l'eau. Autre info trouvée sur https://documents.atlantic-pros.fr/Atla ... #/page/240
et qui indique pour ses ballons solaires des puissances d'échangeurs de 28 ou 34 kW (pour 200 ou 300 litres).
Personnellement j'ai un ballon Thermic Energy de 800l à installer mais je n'ai pas eu de réponse du fournisseur sur la puissance d'un échangeur de 3m²...

[Uncle Buzz]

Le problème c'est de connaitre la norme et les conditions dans lesquelles sont calculés les puissances en W, car ce qui est constant c'est la surface d'échange et les matériaux, en revanche le delta T est variable et comme la puissance dépend directement du delta T, la puissance est variable, sauf si on fixe le delta T par hypothèse, encore faut-il connaitre cette hypothèse pour pouvoir comparer 2 puissances d'échangeurs.

La difficulté à modéliser la performance de l'échangeur, c'est qu'on a un échange eau des panneaux vers métal de l'échangeur, puis métal vers eau du ballon, les données que j'ai trouvé sont une fourchette de 1000 à 6000 W/m².K pour l'eau chaude (1000 pour l'eau 'froide", 10000 pour la vapeur d'eau), donc déjà là le calcul commence à être bancal si ça dépend de la température de l'eau (non constante évidemment), et pour le métal, il dépend de son épaisseur (non renseignée généralement)...

Un test empirique sera beaucoup plus simple que d'additionner des hypothèses mal chiffrées

[Pateykrout]

Tout d'abord, merci pour tous ces avis !

Charot donne les puissances suivantes :
BT - basse température Primaire 55/45°C - Secondaire 10/40°C ; eau glycolée 30% au primaire = 6,5 kW
HT - haute température Primaire 90/70°C - Secondaire 10/60°C = 11,5 kW
MT - haute température Primaire 80/60°C - Secondaire 10/60°C = 19,2 kW

Je ne sais pas si ça fait avancer le débat

Ça fait quelle puissance un panneau Tinox ?

[ventura]

Bonjour,
Un début de la réponse se trouve dans le livre

APPER livre.jpg (108.26 Kio) Vu 1676 fois

L'échangeur solaire dans le ballon doit faire le 1/3 de la surface des capteurs.
Attention que l'on soit à LILLE ou à PERPIGNAN a son importance.
Surtout pour éviter les surchauffes en été.

Le soleil est variable en puissance, tu ne peut pas le comparer à une chaudière.

[Pateykrout]

Bonjour,
Un début de la réponse se trouve dans le livre
APPER livre.jpg
L'échangeur solaire dans le ballon doit faire le 1/3 de la surface des capteurs.
Attention que l'on soit à LILLE ou à PERPIGNAN a son importance.
Surtout pour éviter les surchauffes en été.

Le soleil est variable en puissance, tu ne peut pas le comparer à une chaudière.

Oui, on trouve souvent le ratio "20 à 30 %" et c'est bien là mon problème : dans mon cas je ne suis qu'à 17 %.

En revanche je ne comprends pas très bien la seconde partie de ta réponse : je suis dans la Marne, donc bien plus proche de Lille que de Perpignan. Du coup, est ce plus ou moins critique dans mon cas d'avoir un échangeur dont on s'accorde à dire qu'il est "sous-dimensionné" ?

[ventura]

Bonjour,
J'ai fait une simulation sur CalSol avec :
2 Capteur 4m2
orientation 45°
Sud +60°
A LILLE ( je ne connais pas ta ville )
4 personnes
eau 55°C

Screenshot 2025-04-12 at 11-28-34 CalSol - eau chaude sanitaire.png (168.63 Kio) Vu 1632 fois

Une simulation vaut mieux que de long discourt.
Je pense que cela doit passer avec les 2 capteurs.
La surchauffe est minime en juin
La simulation est faite sur 55°C cela peut faire monter un peut plus la température.
Moi je prendrais le risque, il est minime sur une installation faite dans les règles de l'art.