LE POURQUOI
Ayant acquis un CESI de 200l simple échangeur en 2006, je ne
pensais pas au départ faire évoluer mon installation de chauffage
; la différence était de 400€ pour un double échangeur
à l’époque, mais j’ai choisi l’option mono échangeur
sans penser à l’avenir, grave erreur !
En 2008, j’achète un poêle bouilleur et je le raccorde
aux radiateurs existants ainsi qu’au ballon ECS de la chaudière
gaz ; quelques clapets anti-retour, deux dérivations et je peux
utiliser le serpentin du ballon de la chaudière.
Ce montage n’est pas optimum, il y a beaucoup de pertes thermiques
durant la nuit dans ce ballon de 120l pourtant isolé par 5cm de
polyuréthane (perte de 25 ° par nuit) et situé dans un
local non chauffé. Je ferai la saison hivernale ainsi en pensant
déjà à rendre mon système plus performant.
Le constat est simple : comment utiliser le ballon solaire toute l’année? Deux possibilités s’offrent à moi :
1) L’achat d’un échangeur à monter par la trappe de visite,
prix de cet accessoire
> 500€
2) Le fabriquer.
Je choisis la seconde solution, ayant vu sur le forum de véritables
œuvres d’art dans ce domaine selon des techniques diverses et variées.
Reste à choisir le bon diamètre de cuivre recuit
et surtout la bonne longueur. N’ayant pas beaucoup de repères en
ce domaine puisque la surface d’échange va conditionner la longueur
à retenir, je me base sur les modèles vendus en adaptable
qui vont de 0,6 m2 à 1m2 environ.
Mes contraintes principales sont le diamètre de passage de la
trappe de visite située en bas du ballon solaire :110mm et la profondeur
utile : 400mm
Sachant qu’on ne peut cintrer manuellement que 7 fois le diamètre
du tube cuivre sous peine de l’écraser, je peux d’ores et déjà
écarter le diamètre 16mm.
Le diamètre 14mm semble le plus approprié en l’état.
Mais un rapide calcul, 7x14 = 98 mm de diamètre intérieur
; à cela il faut rajouter le diamètre du tube 14 x 2 soit
28 mm, soit un total de 126 mm….pas bon non plus !soit je passe en diam
10mm, soit je tente sur une matrice légèrement plus faible
que 98 mm ; je n’ai pas de tube de 80mm sous la main mais un de 75mm…..J’investis
35€ de cuivre pour faire l’essai, ce sera mon 1er prototype et ça
me donnera déjà une idée. Si ça me marche pas,
l’investissement aura été réduit.
La méthode
J’utilise une couronne de cuivre recuit de 10 m de longueur en diamètre
14 mm.
Le serpentin aura donc une surface d’échange de 0,014 x 3,14
x 10 = 0,44 m2 . Je suis donc inférieur à 30 % de la surface
de référence qui est pour moi de 0,6m2.
Je prends donc un tube de 75mm que je soude sur un étai.( le
cintrage au sable sur 10 m de cuivre en couronne recuit est possible, mais
le plus fastidieux est d’y introduire le sable, faute de temps et de sable
bien sec, je renonce ; je me dis aussi qu’il ne sera pas facile d’enlever
le sable une fois le cintrage effectué)
L’étai en place, j’immobilise le bout de la couronne sur ce
dernier avec une pince étau ; il suffit ensuite de dérouler
la couronne tout en tournant autour de l’étai.L’effort est faible,
les spires sont régulières mais ovales au lieu d’être
rondes. Le plus dur, c’est arrivé au bout, comment faire pour repasser
à l’intérieur des spires? Sans solution me permettant de
ne pas pincer le tube par un rayon trop prononcé, je coupe et je
soude un coude à 90° pour passer ce bout de tube qui vient en
parallèle de celui de départ. L’ensemble avoisine les 800
mm.
Photo n°1
Modification de la trappe de visite
La trappe n’étant pas prévue pour cela, je la fais modifier dans un atelier qui travaille l’inox, par la pose de 2 raccords inox en ¾ (la soudure TIG (Tungsten Inert Gas) va me déformer la trappe pourtant épaisse de 8mm, un brasage aurait été préférable…et je dois passer par un tourneur pour une parfaite planéité du joint car le soudeur n’a pas relevé le défaut de planéité pourtant visible à l’œil nu)
photo 2 + photo 3
Insertion du serpentin dans le ballon
Le ballon fait 400 mm à l’horizontale de la trappe il me faut donc cintrer le serpentin pour le faire entrer, en appui sur le genou, la bonne courbure et hop, ça passe sans problème.
photo 4 +photo 5
Raccordement final
Un piquage sur la canalisation acier 1 ‘, 2 raccords 3 pièces
puis une dérivation en cuivre de 22 mm à travers les cloisons
est nécessaire pour arriver près du ballon ; j’aurais pu
prendre des flexibles pour raccorder tout ça mais autant utiliser
le bout de cuivre restant et la cintreuse arbalète toute neuve,
il faut amortir les outils !
Photos 6 + photo 7
Résultats
Je constate qu’une fois le bouilleur à température, le
ballon gagne 0,1°/mn soit 6° par heure car le bouilleur ne fonctionne
pas en continu, ce n’est pas une chaudière, il démarre, s’arrête
en fonction du retour/départ, régulé par l’aquastat
et de la quantité/qualité du bois introduite.
Sur une heure de chauffe, je peux dire qu’il fonctionne 20mn environ.
Pour une charge de maintien (7 kg de bois) c’est suffisant, vers
22h00 le haut du ballon est à 53° alors que le bas est à
45°.(début du feu à 17h) et 2 radiateurs ouverts sur
20° (un de 1500w et l’autre de 500w)
Nous sommes 2 à la maison, donc pas de problème au quotidien,
mais pour une famille plus nombreuse ça ne suffirait pas.
S’il fallait charger quotidiennement le ballon complètement,
il faudrait un serpentin plus important car à l’inverse d’un ballon
double échangeur qui ne charge que le tiers supérieur (ou
la moitié selon le cas), le mien est contraint de chauffer les 200l.
Je prévois donc la réalisation de plusieurs serpentins
de taille inférieure raccordés à un collecteur 4 sorties
laiton via des raccords en inox annelé pour permettre les raccordements.(à
ce sujet, si certains ont des chutes d’inox annelé (30cm environ
x 6) en diam 12 ou 16, qu’ils pensent à moi !)
4 serpentins de 5 m en cuivre DN 12 devraient diminuer les pertes de
charges et doubler la surface d’échange.
Autres améliorations après un an de fonctionnement
Je trouvais que ce poêle avait peu de tirage (vitre noire, T°
de sortie bouilleur difficile à tenir dans le temps) j’ai
donc rehaussé ma cheminée de 1m. J’ai aussi percé
un trou dans le mur extérieur de 80cm d’épais pour y passer
une gaine de 100mm qui amène de l’air frais directement sous l’entrée
d’air du bouilleur par l’intermédiaire d’un boitier en métal
de 250 x 160mm sur 100mm d’épaisseur vissé sur le bâti.
Pour l’installer, j’ai dû démonter le pied du poêle
pour le remplacer par un support « maison ».
Le fonctionnement est nettement amélioré, combustion
presque totale du bois (mais vitre encore noire par moment, il faut que
je me fasse à l’idée que le système « vitre
propre » ne fonctionne pas chez moi) et le circulateur de chauffage
marche plus longtemps, preuve d’une t° de sortie plus élevée
et plus stable, sans consommer plus de bois au contraire. Ce n’est pas
esthétique car provisoire, maintenant que ça marche, je vais
dissimuler la gaine.
Photo 8
Allumage par la méthode top down, grosses bûches dessous,
charbonnette au dessus et petit bois pour finir ; on allume et on est tranquille
pendant 1h30 avant de recharger.
Photos top down photos 9+10+11
Pour relancer lorsqu’il n’y a plus que de la braise, jusqu’à
présent je devais remettre du petit bois pour avoir de la flamme
avant de charger en bûches sinon, ça ne repartait pas.
J’ai trouvé un début de solution : je repositionne les
braises juste devant déflecteur d’arrivée d’air primaire,
et je place la bûche dessus ; ça repart sans problème.
J’utilise aussi des bûches plus petites (33 x10cm) et bien sèches
également.
Ce poêle est à double combustion ; ça n’a plus
rien à voir avec les fourneaux de nos grands-mères et ça
ne fonctionne pas correctement si les conditions requises ne sont pas réunies.
J’ai rajouté une soupape de sécurité thermique
type « simple » sur le poêle pour parer à toute
coupure d’électricité et une sécurité manque
d’eau au niveau de la chaudière. En cas de surchauffe, la soupape
thermique décharge et la sécurité manque d’eau refait
le complément automatiquement.
Photo 12
Mais en cas de coupure plus longue, comment continuer à se chauffer?
La politique d’EDF en matière de chauffage du « tout électrique
» nous place dans une situation délicate ( chauffage électrique,
pompes à chaleur) en période hivernale. Les pics de consommation
ne sont comblés que par les centrales thermiques et au besoin, ce
sont les pays étrangers qui nous viennent en secours. Une catastrophe
météo n’est pas à écarter non plus….et donc
2 précautions valent mieux qu’une.
Conclusion :j’ai un beau poêle mais il fonctionne à l’électricité!
J’ai alors choisi la solution de l’onduleur informatique couplé
à 3 batteries
de12v / 75 ah. Le circulateur et l’aquastat sont donc raccordés
à la sortie de ce dernier.
Pourquoi un onduleur et quel type?
Le montage d’un convertisseur 12v/230v me paraissait plus compliqué
et plus aléatoire (le convertisseur doit être allumé
avant la source consommatrice sous peine de mise en sécurité)
Grâce à un membre du forum qui m’a soumis cette solution,
je ne regrette pas ce choix.
Nous vivons dans un drôle de monde où il vaut mieux jeter
ce qui ne fonctionne plus plutôt que de le remettre en état
de marche. Je récupère un onduleur dont les batteries sont
mortes : « ça revient plus cher de les remplacer que d’en
acheter un neuf » me dit un copain qui s’occupe du parc informatique
de sa société.
Je trouve 3 batteries changées pour maintenance auprès
d’un ami qui s’occupe d’alimentations sécurisées, et me voilà
avec mon petit système autonome à 0euro
Capacité théorique des batteries :
3x75= 225 A même si les batteries sont usagées et donc
moins performantes, je table sur 200A.
(Puissance) p = (intensité)i x (voltage)u ou bien
i = p/u
Mon circulateur fait 40w il consomme donc 40/230 soit 0,17A,
à cela il faut rajouter la consommation de l’onduleur lui-même
(non vérifiée à ce jour) mais j’ai quelques heures
d’autonomie devant moi !
Attention, cet onduleur informatique possède à l’origine
3 batteries de 12v/7A branchées en série, soit 36v, il faut
donc 3 batteries pour le faire fonctionner, ce que je n’ai pas compris
tout de suite.
Photo 13
Schéma de branchement
