Carnet de bord
édition 2 octobre 2006
Ce document réuni les commentaires, ‘’justifications’’ et
pense bête à propos de mon installation, avec, pour ambition de devenir le
manuel d’utilisation et de dépannage. S’il peut servir à vous donner envie, à
vous (me) poser des questions ou à apporter des réponses c’est du bonus….
Un peu comme un carnet de bord il a été fait au fur et à mesure de la
conception et de l’installation.
D’ailleurs il contient encore quelques questions sans réponse (soulignées en rouge)…
SOMMAIRE
2.8 Couplage Ballon-Tampon-Capteurs
4.1 Gestion température radiateurs (V3R)
4.2 Gestion Echangeur Chauffage (V3CH)
4.3 Gestion ECS (V3ECS & ChôdOff)
4.4 Gestion Panneaux (V3PS & C1 C2)
4.7 Image de la feuille de programmation
5 ELEMENTS DE RENDEMENT (ho les bô panneaux APPER !)
6 Annexe : DRAINBACK ? cékoi ?
6.4 Rumeurs, ondit et autre questions
7.7 Electronique / Régulation :
Donc, hors lave linge/vaisselle on peut penser économiser
1000€/an.
Le coût de fonctionnement d’un circulateur est faible : Pour 100W cela
donne 0.1kW*7h*350j*0.1€ = 245kWh*0,1€ = 24.5€/an([4]).
· Contrainte : Il faut pouvoir chasser les bulles d’air dans le tuyau à contre pente (eau chaude)
· La vitesse d’une bulle d’air est inférieure à 40 cm/s ce qui fixe un débit minimal lors de la purge (http://www.pmmh.espci.fr/fr/Enseignement/Archives/Examens/2000/exam2000.pdf)
·
Débit nécessaire dans capteurs 40 à 80 l/h/m2 soit, pour 20 m2, 800
à 1600 l/h (10 à 25 l/mn)
=> section max tuyau descente (contre pente) =10/(60*4)=0.041 dm2 =>
diamètre intérieur max = 23mm
=> le dégazage ne doit pas être un problème si le tuyau chaud est < 18mm
(avec une grande marge sécurité)
· Perte de pression, à la louche : les pertes sont de 10mm/m de collecteur (source notice ‘solo’) (longueur aller eau froide=21, retour eau chaude 20) soit max 45m soit 450mm de perte de charge. Perte dans les capteurs (en //) 10 mbar donc négligeable. Un calcul de mécanique des fluides sur 1m3/h dans diam 18mm & sur 45m donne 500mm de perte, on trouve 1300mm en diamètre 14 (en fait cela fait + voir § circulateur)
· Faut-il vraiment deux circulateurs pour l’amorçage? J’ai fait quelques tests avec des pompes Salmson NXL33 et un seul groupe de 4 panneaux. Une pompe placée à 50cm du sol (1.5m en dessous de la surface libre du tampon) n’arrive pas à amorcer le circuit en basse vitesse, y arrive en moins de 2 minutes à haute vitesse. Apres amorçage on obtient un débit de 360l/h en petite vitesse sur 4 panneaux. L’amorçage est plus efficace (il n’y a plus de bulles) et rapide (60s) avec 2 pompes en série à haute vitesses[5]. Bref la deuxième pompe a été achetée dans un moment d’inquiétude (j’avais plein de bulles), cela ne venait pas de la pompe….
· Quand j’ai mis les deux groupes de panneaux aucune des deux solutions (pompe en // ou en série) n’était capable d’assurer le débit ??? Replongeant dans Excel et d’autre documents j’ai essayé de comprendre ce que représentent les courbes d’efficacité des pompes. C’est là que j’ai compris un des mails du forum APPER qui dit que ‘’série ou // c’est une hérésie : il faut une (seule) pompe de la bonne dimension’’.
o
En effet des pompes en // semblent pouvoir fournir plus de débit (mais
sans augmenter la hauteur maximale). Mais comme le débit possible est plus fort
les pertes le sont aussi (au carré !!) donc, finalement le débit est
inchangé car la limite c’est la hauteur manométrique.
o
Les pompes en série : là l’hérésie réside dans le
fait que
la deuxième pompe représente une perte de charge pour la première. Elle
doit donc être activée au moins en vitesse lente pour compenser. Ici il
est
vrai que la hauteur manométrique est augmentée (somme des deux
hauteurs) mais
le débit final n’est pas très loin du débit avec une seule pompe.
Dans un diagramme tel que ci dessus les trois courbes de pente négative
représentent l’équation de la pompe en fonction des trois vitesses de rotation.
Grosso modo elles sont de la forme Plim=Po-A(v).Q. Plus
le débit est grand moins la pompe pompe haut. Le faisceau de courbe à pente
positive représente la perte de charge d’un circuit à écoulement turbulent :
Perte= R.Q2.
Pour un circuit donné lorsque l’on change la vitesse on se
déplace sur l’une de ces courbes jusqu'à l’intersection avec la courbe de pompe
correspondante.
A l’équilibre on a donc Plim = Pertes => RQlim2
+A(v)Q=Po-Ps (Ps= Pression statique du circuit).
A moins de travailler avec de très grosses sections de tuyau on voit que les
courbes de pertes sont très raides et que vouloir augmenter le débit implique
des pertes beaucoup plus grandes…
Grâce au premier essai avec les Salmson, j’ai pu mesurer les Qlim pour différentes vitesses A(v) de pompe. J’en ai déduit le R de mon circuit et me suis auto convaincu que mon modèle de circuit était correct :
Pertes=1,5 + 3,2Q2 mètres, soit 5m à 1m3/h. J’ai pris une pompe WILO TOPS 7 elle donne théoriquement 5.5m à 1m3/h en vitesse 2 et je suis effectivement un peu au dessus des 1m3/h depuis que je l’ai installée (1.15m3/h).
Pompe pour panneaux et débitmètre,
Bref, maintenant que cela marche, à la question faut-il deux pompes pour du TexRo
à faible différence de hauteur ? La réponse est non sans aucune
hésitation. Je ne gère même plus la vitesse de la pompe pendant le remplissage
(du moins pour l’instant).
La présence d’une seconde pompe sur le système TexRo ne s’explique que s’il y a une grande différence de hauteur. La seconde pompe, qui doit présenter une faible résistance à l’arrêt, n’est pas forcément du même type que la pompe principale.
Le ballon solaire remplace la chaudière lorsqu’il est suffisamment chaud (T est mesurée en haut du ballon). Lorsque la température baisse il est utilisé en série avec la chaudière. J’ai installé une vanne thermostatique (VTH1) sur l’ECS pour éviter les accidents et les pertes.
La chaudière existante (GEMINOX) comporte un ballon ECS intégré de 100l. La chaudière chauffe un stock d’eau selon un thermostat interne (env. 60°). Une partie (réglable par V3R) de l’eau provenant des radiateurs rentre dans la chaudière, l’autre est renvoyée dans le circuit par un circulateur commandé (tout ou rien) par un thermostat d’ambiance. V3R ‘régule’ donc la température de l’eau dans les radiateurs.
Circuit départ chauffage,
La question est de savoir où insérer les calories provenant des panneaux :
· insertion avant la boucle chaudière (en série sur le retour radiateurs) : Pas bon car tout le débit des radiateurs passe dans l’échangeur solaire cela ne peut qu’augmenter les pertes
· Retour en parallèle du retour chaud chaudière: c’est une option mais pas bonne car il faut que l’eau solaire soit ‘très’ chaude mais :
· Retour chaud de l’échangeur en série de la chaudière: on chauffe la chaudière… c’est con à mi-saison
· Solution : Selon la température du stock solaire l’eau est envoyée soit dans le bas de la chaudière pour être réchauffée soit directement dans le circuit. C’est fait de façon ‘passive’ par VTH2
RQ : le circulateur chauffage actuel circule trop fort : il y a sûrement quelque chose à faire…
Moralité, le collecteur étant de diamètre constant il circulait beaucoup
plus d’eau dans les deux panneaux extrêmes que dans les panneaux centraux (dans
un rapport supérieur à 3 !)
Remoralité : l’eau était en ébullition au centre, et froide sur les
deux panneaux de bord. Je m’en suis aperçu au bruit et au fait que le
comportement changeait anormalement selon la position de la sonde de
température dans l’un ou l’autre panneau.
Solution : Grosse prise de tête, mesures et calculs pour finir avec
l’installation de diaphragmes (comme indiqué dans le schéma global) dans les
capteurs extrêmes pour en limiter le débit. (Diaphragme est le nom pompeux pour
un jeton de lavage percé d’un trou de 7mm.)
Depuis plus de problèmes…
Nota : le problème se pose encore plus fort pour les panneaux montés ‘en série’ (en mettant bout à bout les collecteurs internes)
Fichier de calcul des diaphragmes Remarque : vous devez être identifié sur ce site pour avoir accès aux fichiers joints (cela ne coûte rien !!!)
Vue de l’échangeur de chauffage, Echangeur et clarinettes
+ Compteur, Echangeur avec stratificateur
en place,
A tous les sceptiques : maintenant que l’hiver est commencé je peux garantir que cet échangeur fonctionne réellement : l’eau qui en sort est à la température du stock…
S’il n’y avait que le tampon, le système TexRo est hyper simple (et donc fiable). Il suffit de respecter la pente des tuyaux. Le fait de vouloir coupler aussi un ballon ECS a complexifié le circuit…
Au repos l’eau dans le bol est au niveau du stock. Lorsque le système pompe et si
l’eau provient du tampon, l’eau revenant des capteurs se dirige vers le tampon
(en chassant l’air) car il n’y a pas de dépression en bas du bol. Au contraire,
si l’eau des panneaux vient du ballon il y a une dépression au fond du bol,
l’eau ne va plus vers le tampon. Cela marche parce que, par construction, il
rentre exactement autant d’eau en haut qu’il en sort en bas (celle qui est
passée par la pompe).
DEVIS |
Réel: |
|
||||||||||
description |
Qté |
|
couts |
source du devis |
total |
Sub Tot |
Qté |
pu |
source |
total |
Sub Tot |
|
Capteurs |
20 |
m2 |
130,00 |
|
piac / Apper solaire |
3 000 |
3 000 |
8 |
350 |
apper |
|
2800 |
Support Capteurs |
|
|
|
|
|
|
516 |
|
|
|
|
512 |
poutre 20x20 3m |
3 |
u |
46,67 |
|
|
140 |
|
|
|
|
|
|
poutre 10x22 6m |
3 |
u |
52,67 |
|
scierie aix |
158 |
|
|
|
|
|
|
chevrons 5x7 4,5 |
10 |
u |
6,60 |
|
|
66 |
|
|
|
|
|
|
chevron 10x7 4,5 |
10 |
u |
15,10 |
|
|
151 |
|
1 |
total |
scierie aix |
512 |
|
intégration (bois+lasure+...) |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
726,4 |
divers |
726,36 |
726 |
Fixation des capteurs |
1 |
na |
1,00 |
|
Recup fers de l'abri existant |
1 |
|
|
|
|
|
|
Cuivre |
140 |
m |
0,00 |
|
Q.A. |
|
335 |
|
|
|
|
254 |
Isolation |
|
|
|
|
|
|
217 |
|
|
|
|
113 |
Raccord Vannes |
|
|
|
|
|
|
258 |
|
|
|
|
599 |
Cu 22 |
5 |
m |
3,10 |
|
Q.A. |
16 |
|
35 |
3,1 |
lm |
108,5 |
|
Cu 20 |
10 |
m |
3,10 |
|
Q.A. |
31 |
|
0 |
3,1 |
QA |
0 |
|
Cu 18 |
25 |
m |
2,50 |
|
Q.A. |
63 |
|
35 |
2,44 |
bd |
85,4 |
|
PER 20-25 |
50 |
m |
2,27 |
|
Q.A. |
114 |
|
25 |
1,48 |
bd |
37 |
|
PER 13 16 + gaine |
50 |
m |
1,24 |
|
Q.A. |
62 |
|
25 |
0,92 |
bd |
23 |
|
Gaine pour PER 25 |
100 |
m |
0,51 |
|
Q.A. |
51 |
|
|
|
|
|
|
Manchon 22-13 |
6 |
m |
2,00 |
|
Q.A. |
12 |
|
1 |
113 |
bd |
113 |
|
Manchon 18x13 |
8 |
m |
2,00 |
|
Q.A. |
16 |
|
|
|
|
|
|
Manchon 18x13 ss colle |
26 |
m |
1,89 |
|
Q.A. |
49 |
|
|
|
|
|
|
Manchon 28 13 |
40 |
m |
3,00 |
|
Q.A. |
120 |
|
|
|
|
|
|
Manchon 22 13 |
10 |
m |
2,00 |
|
Q.A. |
20 |
|
|
|
|
|
|
Vanne manuelle |
10 |
u |
6,12 |
|
Q.A. |
61 |
|
|
|
|
|
|
Raccord PER 13 |
20 |
u |
0,93 |
|
Q.A. |
19 |
|
|
|
|
|
|
Raccord PER 20 |
20 |
u |
1,39 |
|
Q.A. |
28 |
|
|
|
|
|
|
Echangeur chauffage (radiateurs) |
0 |
|
|
|
|
|
|
3 |
26,62 |
bd |
79,86 |
|
coudes raccord joints... Divers |
100 |
u |
1,50 |
|
Q.A. |
150 |
|
1 |
519 |
|
519 |
|
stocks |
|
|
|
|
|
|
1685 |
|
|
|
|
1903 |
ballon ECS |
1 |
U |
717,60 |
|
piac / Apper solaire300 L |
718 |
|
1 |
1016 |
Piac 600L |
1016 |
|
Tampon 1500l |
1 |
u |
532,00 |
|
Technirel |
837 |
|
1 |
837,2 |
Technirel |
837,2 |
|
Isolation tampon |
10 |
m2 |
5,00 |
|
Wouebe (laine roche) |
50 |
|
1 |
50 |
lm+recup |
50 |
|
Coffre tampon |
8 |
m2 |
10,00 |
|
|
80 |
|
1 |
0 |
recup |
0 |
|
Composants regul |
|
|
|
|
|
|
1933 |
|
|
|
|
1869 |
Vanne thermo |
2 |
u |
143,52 |
|
piac |
287 |
|
2 |
143,5 |
piac |
287,04 |
|
Vanne 3 voies |
4 |
u |
143,52 |
|
piac |
574 |
|
3 |
143,5 |
piac |
430,56 |
|
AR |
3 |
u |
7,95 |
|
QA |
24 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
sondes |
6 |
u |
13,75 |
|
piac |
83 |
|
6 |
13,75 |
piac |
82,524 |
|
doigts de gant |
6 |
u |
10,00 |
|
piac |
60 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
instal Electrique |
1 |
u |
310,96 |
|
pif et radiospare |
311 |
|
1 |
72 |
lm++ |
72 |
|
Regul |
1 |
u |
398,27 |
|
radio sqp |
398 |
|
1 |
720 |
radios |
720 |
|
compteur |
0 |
u |
0,00 |
|
brico |
|
|
1 |
50 |
QA |
50 |
|
circulateur |
2 |
u |
98,07 |
|
QA |
196 |
|
1 |
227 |
Js |
227 |
|
Outillage/consommables,… |
1 |
u |
500,00 |
|
pif |
500 |
|
|
683 |
divers |
550 |
683 |
consommables,… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
divers |
136,6 |
|
circulation ECS |
|
|
|
|
|
247 |
|
|
|
|
|
304 |
Vanne thermo |
1 |
u |
143,52 |
|
piac |
144 |
247,274 |
1 |
143,5 |
piac |
143,52 |
|
cuivre |
10 |
m |
3,00 |
|
|
30 |
|
|
|
|
0 |
|
sonde |
1 |
u |
13,75 |
|
|
14 |
|
|
|
|
0 |
|
circulateur |
1 |
u |
60,00 |
|
|
60 |
|
1 |
160 |
js |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TOTAL |
|
|
|
|
|
8 691 |
|
|
|
|
|
9763 |
hors abri / outillage / intégration / boucle ECS |
|
7428 |
|
|
|
|
|
7730 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rentabilité |
|
ans |
|
|
|
8.2 |
|
|
|
|
|
9.15 |
Rentabilité hors … |
|
ans |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
7,2 |
Rq Le prix des capteurs est une chose non négligeable mais il y a beaucoup d’à côté….
L’écart entre le devis et le réel se situe surtout au niveau du poste ‘intégration’. En fait l’abri voiture va finir mieux couvert que prévu et l’arrière des capteurs va être caché, il est vraiment moche. Quoique tout à fait logique, cette face arrière métallique n’a pas été une bonne surprise !!!
Vue arrière
Après en gros 60 journées de travail il me reste l’isolation des collecteurs, la protection de cette isolation ainsi que les travaux d’intégration. En dehors d’un coup de main (efficace) pour la peinture de l’abri et la pose à bout de bras sur deux échelles des poutres et des capteurs, je fus seul sur le chantier.
En plus de la réalisation elle-même j’inclus, dans ces 60 jours, la recherche de doc, la conception du schéma et la réalisation de l’abri ainsi qu’une petite dizaine de jours de modification/mise au point de l’utilisation des deux stocks.
Gérer la vanne mélangeuse du chauffage (V3R) pour maintenir une température de retour des radiateurs basse (25 à 30°) Cette vanne est une vanne à secteurs. Lorsqu’elle est actionnée dans le sens « + » elle ferme la chaudière.
Principe
Si Tr est compris entre 25 et 30° on ne fait rien, sinon si c’est supérieur à 30° on actionne la vanne à l’ouverture (fermeture) pendant 10’ toutes les minutes. Cette fonction n’est activée que si C4 fonctionne (donc en été on est au repos).
En été on fait passer cette vanne dans la position qui ferme la chaudière.
Gérer la vanne 3 voies 2 états (V3CH) dirigeant le retour des radiateurs vers l’échangeur solaire ou vers la chaudière. Cette vanne est une vanne à sièges[6]. Au repos électrique l’eau va vers la chaudière.
Une vanne thermostatique dirige l’eau de retour de l’échangeur solaire soit directement vers les radiateurs soit vers la chaudière, de façon ‘passive’ (vu du logiciel)
Si Tr est plus basse que la température de l’échangeur (TSh), l’eau va vers l’échangeur.
TSh-3< Tr< TSh-5. Cette fonction n’est activée que lorsque C4 fonctionne. (Donc en été on est au repos)
Gérer la vanne 3 voies 2 états (V3ECS) dirigeant l’appel d’eau chaude depuis la chaudière ou depuis le ballon solaire. En été cette fonction coupe également complètement la chaudière qui ne peut être rallumée que sur intervention de l’utilisateur, cette remise en route s’annule au bout de 10h.
La vanne est une vanne à sièges. Au repos électrique l’eau chaude vient de la chaudière.
Si TBh vaut plus de 45° on passe sur ballon solaire. En été cela coupe la chaudière (électriquement)
Lorsque TBh passe en dessous de 43° on passe par la chaudière (qui contient à ce moment là 100 l d’eau froide…, c’est con !!!)
Un bouton permet de maintenir en été la chaudière allumée (pour éviter les 100l d’eau froide) ce bouton est remis à 0 au bout de 10h.
Gestion des capteurs solaires, le nerf de la guerre…
Chauffer le tampon pour le chauffage ou le ballon ECS et assurer diverses fonctions de sécurité.
En hiver :Chauffer le plus possible le stock ‘TexRo’ pour le chauffage et préchauffer le ballon ECS à une température basse (20°)
En été : ne plus chauffer que le ballon ECS jusqu’à 80° et chauffer ensuite, éventuellement, le tampon pour empêcher la surchauffe des panneaux.
Les objets à gérer sont :
· la vanne V3PS (une vanne à sièges) qui permet de choisir entre le stock et le ballon ECS. Au repos électrique l’eau est pompée du stock
· Le circulateur (et sa vitesse ?)
Fonctions annexes (inspirées de la notice TexRo)
Gestion de V3PS
On privilégie le stock en hiver en essayant d’avoir le ballon ECS à 20° et en essayant de chauffer le plus froid des deux, si l’écart panneaux-stock devient trop faible, on chauffe le ballon si possible. En été on ne chauffe que le ballon ECS, le stock sert à éviter les surchauffes.
(V3PS est au repos vers le stock)
En hiver : V3PS=[(TBb < TSb) et (TBh < 20°)] OU [(TBh > 20) et (DTcs <2)]
En été : V3PS=(TBh < 80°)
Version < 3.0 : Dans les deux cas (été hiver), si on est en mode purge, => V3PS sur Tampon
Problème cela fait rentrer de l’eau froide (du stock) dans les capteurs => on passe en dessous du DTcb seuil => à la fin on chauffe le stock à force de cycle de purge jusqu'à ce que TBb=TSb. Bref c’est con et j’ai modifié le circuit pour pouvoir purger directement depuis le ballon.
La nuit, V3PS est forcée au repos (sur le stock)
Remarque : Il manque un paramètre important qui est de savoir quel est le deltaT entre les capteurs plein d’eau et le capteurs vides : (cela dépend du débit de l’éclairement et de la température de retour), bref ce qui suit sera a affiner..
Gestion de C1 C2
Remarque : C2 correspond à la vitesse haute de C1 ou à une deuxième pompe
Condition de mise en route :
Eté : on
démarre si les panneaux ne sont pas trop chauds et [(s’il y a un écart suffisant
panneaux-ballon et que le ballon n’est pas déjà chaud) ou que l’on est en mode
boost et s’il y a un écart suffisant panneaux-stock)
Le mode Boost correspond au cas ou les panneaux sont très chauds on peut
donc récupérer plus (et plus vite) de chaleur. En même temps cela protège les
panneaux contre la surchauffe et l’eau contre l’ébullition.
(TC<Tebulition)
ET
{[(DTcbb>15) ET (TBh <80)] OU [ModeBoost et (DTcsb>15)]}
Rem : ModeBoost = [(TC > TBoost) ET (TC < Tebulition)]
Hiver : On démarre si les panneaux sont suffisamment chauds et s’il y a un écart suffisant panneaux-ballon panneau-stock
(Text>ThorsGel) ET [(DTcbb>15) OU (DTcsb>15)]
ThorsGel=5°
=> Toutes saisons =
(TcOk) Rem : TcOk = (TC<Tebulition) ET (Text>ThorsGel)
ET
{[(DTcbb>15) ET (TBh <80)] OU [(ModeBoost ou Hiver) et (DTcsb>15)]}
Condition d’arrêt :
Eté : On s’arrête si on dépasse la température d’ébullition dans les panneaux ou [(s’il n’y a plus d’écart entre panneau-ballon ou si le ballon est chaud) ET (s’il n’y a plus d’écart entre panneau-stock ou on n’est pas en mode boost)]
(TC>Tebulition)
OU
{[(DTcbb<2) OU (TBh >80)] ET [(DTcsb<2) ou !ModeBoost]}
Hiver
[(DTcbb<2) ET (DTcsb<2)]
=> Toutes saisons =
(TC>Tebulition)
OU
{[(DTcbb<2) OU (TBh >80)] ET [(DTcsb<2) ou (!ModeBoost ET été)]}
=>Plus simple et sûr =
( !TcOk) Rem : TcOk = (TC<Tebulition) ET (Text>ThorsGel)
OU
{[(DTcbb<2) OU (TBh >80)] ET [(DTcsb<2) ou (!ModeBoost ET été)]}
Remarque : c’est la condition de marche barre si les seuils DTcb et DTcs sont assurés par des triggers
Remerque2 : c’est pas vrai un des deux stock peut avoir dépassé DT=2° sans avoir dépasser 15°, en hiver c’est quasi obligatoire par principe. La dernière eau qui a circulé est chaude on peut la récupérer dans le stock le plus froid…
ð nouvelle condition d’arrêt=
( !TcOk) Rem : TcOk = (TC<Tebulition) ET (Text>ThorsGel)
OU
{[(DTcbb<2) OU (TBh >80)] ET [(DTcsb<2) ou (!ModeBoost ET été)]}
Mise en route :
La pompe est activée au minimum 1 fois/24h pendant 2s contre le gommage
Si une mise en route est activée
la pompe est mise en route pour une durée minimale ininterruptible (contre le
gel en particulier).
Si les panneaux dépassent 80° on augmente la vitesse (abandonné pour
l’instant)
Arrêt : Si on a démarré sur le ballon et que l’on tente d’arrêter sur le stock on prolonge le temps de pompage et on fait passer V3PS sur le ballon (sécurité anti débordement du stock
Le circuit ECS de la maison est très long et les points de puisage principaux d’eau chaude sont très éloignés du (des) stocks: on jette entre 3 et 5 litres d’eau froide avant d’avoir de l’eau chaude. Ce n’est pas écolo, et cela empêche de se servir de l’eau chaude pour le lave-vaisselle qui semble utiliser moins de 10 litres…
Si Tboucle est inférieure à 45° et Tbh est supérieur à 60° (cela n’arrive que si on est en ECS solaire) et que l’on est dans certains créneaux horaires (6h 12h 18h) on active la pompe C3.
J’ai laissé tomber le compteur de calories pour plusieurs raisons la dernière étant la meilleure (au moins l’été)
Ci-dessous quelques chiffres pour la conception d’un compteur :
4.18kJ=chauffe d’un degré 1 litre d’eau
1kWH=3600KJ=1°/861Litres chauffe d’un degré 861 litres d’eau
10° 1m3 = 11,6kWH
25°,1.5m3= 43.5kWh
50° 600L= 35 kWh
On fait un intégrateur sur 32bit avec une intégration par seconde
L’apport d’énergie est égal à DTxDebit(m3/h)x1,16 (en KWh).
On veut que le 17ème bit représente 1KWh
En 1 heure on a 3600 impulsions. Si DT=1° et D=.861m3/h une impulsion vaut 9.1 (=32768/3600)
Donc la valeur vraie de l’impulsion est V=9.1xDTxD /(0,861). Comme DT est en dixièmes, la vraie règle est 0,91 xDTxD /(0,861) = 1,056 xDTxD
De façon cyclique j’affiche les huit températures puis l’heure.
Au titre d’un débuggage passager, la version actuelle indique également la durée de pompage en mode ECS, la durée de pompage en mode chauffage (Stock), le nombre de mise en route de la pompe et le nombre de commutations ECS<->Stock
Juste pour avoir une idée… On peut zoomer :-) , Mais c’est tout :-(
Pour jouer plus fort : Download Code Millenium (version zippée)
J’ai utilisé des sondes PT1000 pour le stock, l’ECS, les capteurs et le retour des radiateurs (plus fiables, répétable et précises) et des sondes ‘électroniques’ pour la température extérieure et la boucle ECS (moins chère et plus facile à interfacer avec le Millenium).
J’ai réalisé l’interfaçage des sondes avec le millénium à partir de convertisseur PT100 -> 4-20ma (un seul composant actif / sonde) et d’amplificateur simple pour les deux sondes électroniques.
Interface
sondes température -> Millénium
Le coût global de l’interface est de 15€/sonde. Il n’y a aucun réglage :
j’utilise la fonction gain du millenium pour la calibration.
J’ai ajouté sur chaque sortie du millénium un relais 2 contacts Repos Travail pour plus de libertés et pour protéger les relais internes du Millenium2 (c’est probablement un peu luxueux ??)
Millenium II avant câblage, Millenium II câblé,
Toutes les sondes utilisent des paires blindées (câble type RJ45 pour liaison Ethernet) Le blindage est relié côté millenium au 0V, il est en l’air de l’autre côté.
Dans le NiumMillé II, l’ensemble du programme rentre au chausse-pied, c’est la vraie difficulté…Mais cela marche de façon fiable apparemment
Suite à une longue période de mauvais temps mon ECS était quasiment vide un beau matin d’octobre. Partant d’un ballon quasi homogène en température je suis arrivé en surchauffe (TSh>82°) dans la journée après 6h de pompage.
Cela correspond d’après mes calculs à plus de 40kWh en tenant compte du fait qu’après la surchauffe de l’ECS, le stock a été chauffé par intermittence pour protéger ( ? cf 6.4.2) les panneaux (avec un mauvais rendement par définition).
D’après le site http://fernande.cma.fr/switch/ (très bien fait par ailleurs) l’énergie dispo en octobre chez moi sur des panneaux inclinés à 60° est de 4,55 kWh/m2 par jour.
40kWh/(8*2.25)=2.22 kWh/m2 et 2.22/4.55 = 0.48.
Soit donc un rendement global de l’installation ≥ 48%.
C’est un calcul plein de raccourcis et d’imprécisions notamment concernant la période où le stock a été chauffé…
Ce résultat est à prendre avec prudence mais c’est quand même très positif : ces panneaux ont mécaniquement l’aspect de quelque chose de sérieux et en plus ils semblent tenir leurs promesses thermiques.
Autres points positifs :
Bref paragraphe à compléter cet hiver, c’est là que ce sera le plus intéressant…
Premier complément : L’hiver ce n’est pas facile à mesurer parce que l’on consomme les calories au fur et à mesure qu’on les produit… Bref ! Autour du 11 nov, j’ai eu une journée sans trop de consommation le stock s’est élevé de 21° et le bas de l’ECS de 10° soit 21*1500/860+10*300/860 = 40kWh (au moins) produits. http://fernande.cma.fr/switch/ donne en novembre 3,7kWh/m2/jour de disponible soit, avec 18 m2, 66kWh d’où un rendement de 40/66= 60% ce qui n’est pas si mal !!!
Drainback = système auto vidangeable = systèmes où les panneaux se vident lorsqu’il n’y a pas de calorie à espérer ou lorsqu’on dépasse les 100°. Il en existe deux types légèrement différents, mon installation finalement utilise les deux (ce qui n’était pas prévu au départ).
Un système TexRo se compose d’une cuve, de panneaux situés plus haut que la surface libre de la cuve (hmin >0) d’une pompe (ou 2) située en dessous de la surface libre, le plus possible pour l’amorcer et éviter la cavitation[7].
Pour pouvoir utiliser un circuit classique (à serpentin) le problème est de trouver de l’eau pour remplir les panneaux, On rencontre ‘classiquement’ deux montages, l’un avec une réserve tampon en série (à gauche) l’autre en parallèle (à droite). Dans les deux cas le tampon doit être sur dimensionné par rapport au volume à remplir.
La première doit avoir pour inconvénient d’être bruyante et de re-mélanger en permanence air et eau. La seconde est silencieuse, la réserve peut être installée en aval du serpentin (comme dans la figure ci-dessus) ou en amont (comme dans mon montage). La seconde méthode évite d’envoyer dans les panneaux de l’eau à la température du tampon, température généralement sans grand rapport avec celle du serpentin (cela provoque des instabilités de la régulation au démarrage de la pompe).
Remarque : Ce n’est pas (que) du bricolage !! TexRo en a fait un système industriel et cela semble ‘très’ répandu aux USA même pour des systèmes de chauffages collectifs.
Les principaux avantages :
Première rumeur : j’espère vous avoir convaincus (notez bien que je n’ai pas d’actions ou de stock option) que ce type d’installation n’a rien de compliqué…
En parcourant la littérature et les conversations ‘de café du commerce’ j’avais entendu dire que le système TexRo était bruyant et que les panneaux subissent un choc thermique au moment du remplissage.
Voici mon constat :
Contrairement à ce que j’avais lu à droite et à gauche, et en dehors des 5 premières minutes où l’on entend des bulles (c’est très supportable, sauf en cas d’envie pressante), le système est très silencieux : en fait il n’y a pas de raison qu’il y circule des bulles, (même que ce n’est pas bon signe !) Finalement le plus bruyant dans tout cela ce n’est même pas la pompe (elle est sur des silent bloc bricolés) mais le compteur qui sert de débitmètre !
Depuis que cela marche vraiment je n’ai plus de problème.
En fait la circulation se déclenche lorsque l’écart de température capteurs – ‘bas de stock’ atteint 15° (je pense que cela marche à partir de 10° mais je n’ai pas encore eu le temps d’essayer).
Bémol : Au plus fort de l’été je n’avais que 4 capteurs et le système n’était pas au point (je chauffais les 2 stocks) donc je n’ai jamais saturé => faut attendre l’année prochaine pour être sûr.
Rebémol : Lorsque le ballon ECS est ‘plein’ (82°) on ne le chauffe plus et on utilise alors l’eau du stock pour limiter les surchauffes des capteurs. Lorsque les capteurs dépassent 93° on remet la pompe en route, dans ce cas là l’eau injectée est autour de 35°, soit un écart de 60° : la dilatation est alors de 2mm. C’est plus grand, mais toujours raisonnable ??… Le code TexRo prévoit aussi de pouvoir retirer cette fonction : à voir l’été prochain.
Sincèrement cela marche du premier coup (si on ne cherche pas à avoir 2 stocks) c’en est même étonnant !
Les précautions ci-dessous sont celles que l’on trouve dans la littérature et que l’on peut vérifier dans son évier (sauf peut-être la dernière)…
Températures: Pompes: |
50° |
82° |
95° |
110° |
Salmson NXL |
- |
1.5 |
3 |
10 |
WILO TOP S |
0.5 |
- |
5 |
11 |
Comme vous pouvez le voir, avec
un tampon de 2m de haut, il n’y a rien de gras… C’est pourtant vrai que
lorsqu’il y a des bulles d’air au niveau de la pompe, suite à des manœuvres
hasardeuses ou pendant la purge du serpentin (le mien à sa dernière boucle plus
basse que la sortie => effet siphon !!), elles s’évacuent mieux avec
une pompe basse.
Attention : le désamorçage est à peu près la seule cause de
défaillance d’un circulateur. Mon chauffagiste m’a dit qu’il n’avait jamais
remplacé une pompe morte de mort naturelle….
Vue de la charpente, Détail charpente vannes aller, Détail charpente vannes retour
Panneaux vue d’ensemble, Panneaux vue de face, Panneaux vue arrière, Panneaux vue arrière, détail fixation et contrepoids,
Stock avant isolation, Stock et support stock vue de dessous, Support stock vue de dessus
Stratificateur seul, Vue intérieure du stock (stratification et retour), Canne d’aspiration, Vue de l’échangeur de chauffage, Echangeur et clarinettes + Compteur, Echangeur avec stratificateur en place, Purges et isolation dessus du stock
Réalisation d’un doigt de gant et sonde PT1000, Ebulleur, Vanne 3 voies à siège et vanne thermostatiques
Ensemble ballon ECS + stock, Reserve 30L + purges
Interface sondes température -> Millénium, Millenium II avant câblage, Millenium II câblé, Millenium II complet fermé‚
Circuit ECS, Circuit départ chauffage, Circuit retour chauffage, Retour chauffage solaire, Pompe pour panneaux et débitmètre, Circuit départ pompe panneaux,
[1] Avec cette expérience je modérerai maintenant mon enthousiasme, pour passer de 6 à 8 panneaux il faut, par exemple, une pompe 70% plus puissante…
[2] Pour l’instant je n’ai pas masqué mais l’installation n’est opérationnelle ‘’à 100%’’ que depuis début Septembre
[3] Elément loin d’être négligeable dans les pertes de charges
[4] 350Jx7h c’est optimiste !
[5] Ayant pris des tuyaux collecteurs de 20mm la vitesse du liquide à 360l<h est de 30cm/s ce qui est effectivement trop juste pour finir de chasser les bulles.
[6] Au repos électrique elle laisse passer l’eau à 180°. Au repos mécanique l’eau circule à 90°.
[7] Ce problème de cavitation, qui détruit les pompes, est évité dans les systèmes normaux par le fait que la pompe est dans un circuit sous pression.
[8] L’influence de ho n’est pas claire dans mon esprit : pour faire un modèle correct de mes pertes de charge j’ai été obligé d’ajouter une hauteur statique de 1.5m environ ce qui correspond à mon ho… ???