[note de la rédaction] Parfois on a des idées et parfois elle ne sont pas forcément bonne à l’usage. Dans tous les cas pensez à faire valider sur le forum vos projet d’installations si vous avez un doute. Pierre président d’honneur de l’APPER nous fait par de son expérience sur la production d’ECS avec un ballon double échangeur:
Utiliser le serpentin du haut d’un ballon normal à double serpentin pour produire de l’ECS instantanée ou du chauffage , fig.1 :
La surface d’échange est bien trop petite pour être utilisée de la sorte ! seuls certains ballons du commerce utilisent cette technique, ils disposent d’échangeurs de très grande surface.
Le serpentin du haut est conçu seulement pour de l’appoint haute température, ex :
Préférer un montage de ce type à celui de la fig.1 :
Ce ballon combi peut recevoir aussi un deuxième serpentin et/ou un appoint électrique.
Sujet traité par le passé mais toujours tellement d’actualité.
Nous constatons que l’isolation standard des ballons d’eau chaude est insuffisante, même en neuf, même en solaire.
Les pertes d’un ballon proviennent du transfert thermique à travers les parois et au niveau des points singuliers (connexions hydrauliques, électriques…).
Les normes définissent une constante de refroidissement qui permet de caractériser ces pertes. Les fabricants indiquent aussi les pertes statiques.
La constante de refroidissement Cr exprime la perte par jour et par degré de différence de température entre l’ambiance et la température destockage.
Conventionnellement, cette température de stockage est considérée à 65°C, et la température ambiante à 20°C.
Voici un tableau qui indique les constantes de refroidissement (en Wh/K/jour/l) en fonction du volume du ballon, les pertes journalières, annuelles et le coût avec un tarif en heures creuses arrondi à 0,09 €/kWh.
La facture est loin d’être négligeable, sachant que cette énergie sert juste à maintenir le ballon en température. Ceci ne prend pas en compte l’énergie pour chauffer l’eau consommée. Les ballons selon la NF catégorie B ou C diminuent les pertes de 10%. C’est mieux, mais ce n’est pas décisif.
Et maintenant, supposons qu’on enveloppe notre ballon d’un matelas confortable d’isolant moelleux. Voici sur ces courbes le résultat selon qu’on ajoute 60 mm ou 160 mm. La méthode de calcul pour le ballon standard est la même, j’ai pris une épaisseur de 40 mm d’isolant qui approche convenablement les valeurs précédentes.
Le graphique ci-contre rapporte les pertes à la quantité d’énergie stockée dans le ballon. On voit qu’en standard, le ballon perd de l’ordre de 20% en un jour de son stock d’énergie, soit environ 7 à 8 °C. Avec 60 mm d’isolant supplémentaire la perte est inférieure à 5°C.
Une meilleure isolation procure une meilleure constante de température dans le ballon (l’eau chaude reste bien chaude ), ce qui diminue les besoins en eau chaude (pour une douche à température constante par exemple): l’autonomie en eau chaude est augmentée. Si le chauffe-eau est dans le volume chauffé, çà chauffe la maison en été…!!!
Et si le chauffe-eau n’est pas dans le volume chauffé, c’est de la perte pure… ou bien çà chauffe la cave ???!!! Si on imagine le nombre de chauffe-eau installé dans le pays, ça fait une belle ardoise …pour rien !
Un exemple d’isolation d’un ballon: http://www.appers-olaire.org/Pages/Experiences/Brungard%20Yves%2057/Sur%20isoler%20un%20ballon/index.html Un sujet sur le forum qui traite du sujet: http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?t=4268
Annexe : Voici la méthode de calcul utilisée. Volume du ballon : V Hauteur : h Diamètre : D interne Epaisseur d’isolation : e Surface d’échange : S=pi.h.(D+e) + 2 pi D²/4 (on suppose que la surface moyenne est le milieu de l’isolant, ce n’est théoriquement pas exact) Coefficient d’isolation λ : 0.033 W/m.°C (mousse polyuréthane) Température de stockage : Ts Température ambiante (°C) : Ta ΔT=Ts-Ta Puissance de perte (W) : Pp= λ S ΔT / e Lien vers la feuille de calcul au format open office calc Lien vers la feuille de calcul au format excel
La réalisation d’un échangeur instantané pour ECS est une solution retenue par plusieurs fabricants ainsi que par des auto constructeurs, principalement pour les installations en drain-back sur cuve a eau morte.
Si d’entrée de jeu, le cuivre est moins onéreux que l’inox, la réalisation de serpentin de faible dimension en cuivre de section respectable devient vite un casse tête.
Et quand je parle de respectable, je veux simplement parler d’un diamètre suffisant pour limiter les pertes en charge. En effet, une perte en charge «hors norme» dans le circuit ECS amène vite des perturbations importantes au niveau des points de soutirage souvent composes de robinets mélangeurs ou de robinets thermostatiques comme ceux qui équipent nos douches, baignoires, éviers de cuisine, …. Une perte en charge sur l’ECS modifie l’équilibre des pressions EC-EF et donc du mélange EC-EF, phénomène d’autant plus important lorsqu’un second point de tirage d’ECS est ouvert.
De plus, j’ai opté pour un échangeur à plat. Je ne m’étendrai pas trop en longueur sur les raisons de ce choix, mais il semble que ce type d’échangeur, accouplé a un «entonnoir» de reprise des eaux mortes refroidies, permet d’améliorer grandement la stabilité de la stratification.
Ce sujet a été discuté dans un post à l’adresse : http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?p=40336#40336 Suite à une annonce sur le forum APPER (merci Superplombier !), je suis maintenant «équipé» en inox annelé, C’est donc avec ces annelés que je vais réaliser mes échangeurs puisque les soucis de réalisation des courbures de petits diamètres «disparaissent».
Voici une doc «type» pour du tuyau annelé inox. J’ai «adapté» le tableau en y ajoutant, après quelques calculs, le volume d’eau et la surface d’échange par mètre de tuyau. Mes calculs valent ce qu’ils valent, mais semblent correctes à quelques % d’erreur près. Ne possédant que du DN12 et du DN25, je n’ai donc pas complété la surface d’échange pour le DN10, DN16 et DN20. Si d’aventure l’un de vous en possède, qu’il me contacte pour me communiquer le pas des ondulations, ça me permettra de compléter le tableau.
Ondulation parallèle Inox 316L Soudure en continu Acier Inoxydable Nuance d’inox, Qualité V4A (1.4404) 316 L Plage de t° -100°C à 350°C Conductibilité de chaleur à 20°C : 15 W/mK Température moyenne : 20°C 500J/KgK
L’abaque des pertes en charge donné par le fabriquant ne spécifie malheureusement pas pour quel type de liquide et à quelle température ces courbes sont données. Après recoupement, il semblerait que ça corresponde à de l’eau à 80°C, mais sans plus de certitude !
La théorie c’est beau, mais comme me le faisait remarquer Pierre AMET dans le post dont les références sont reprises ci-dessus, il serait bon de comparer un peu la théorie avec ce que font les professionnels.
Je me suis donc intéressé aux ballons professionnels et particulièrement au «Sanicube» de Rotex. Ce choix ne se veut pas «promotionnel», mais ce ballon répond aux attentes de ses utilisateurs, c’est en tout cas ce qu’on peut en retenir à la lecture de ce forum.
Dans la gamme proposée, certains ballons sont équipés d’un échangeur inox pour l’ECS. On retrouve pas mal de renseignements dans la doc fournie par le fabricant que vous pouvez retrouver a l’adresse : http://fr.rotex.de/fileadmin/prospekte/fr/Prospekte-Produkte/Sanicube_doc_com_franz_web.pdf Cette documentation donne quelques informations concernant l’échangeur ECS :
Malheureusement, nous n’avons aucune info concernant la section de l’échangeur et sa longueur. Mais en «grattant» un peu on peut lire sur l’un des abaque fournit que 2 courbes reprennent les pertes en charge d’un échangeur ECS de 28 et 38mètres.
a) Echangeur eau potable (38 m) c) Echangeur eau potable (28 m)
Après un petit calcul de volume sur base des mesures prises sur les DN12 et DN25 en ma possession, le DN25 a un volume de +/- 0,644litre par mètre, soit 18litres pour le serpentin de 28mètres et 24,5litres pour celui de 38mètres. 18<->19 et 24,5<->24,5, ça tient donc la route pour penser que l’échangeur du Rotex est réalisé en DN25. Un second petit calcul au niveau de la surface du DN25 me donne 14,6dm² par mètre, soit 409dm² ou 4,09 m² pour le serpentin de 8mètres et 555dm² ou 5,55m² pour celui de 38mètres. Voila donc un second calcul qui confirme bien que l’échangeur dans le Sanicube Rotex est en inox annelé DN25.
Sur base de cette info, on peut donc avoir une idée plus précise de la surface nécessaire pour réaliser un échangeur en inox annelé. Pour faire le comparatif avec un échangeur cuivre, on remarque qu’au niveausurface d’échange nécessaire, il y a un peu de différence entre le cuivre et l’inox. En fait, le tuyau annelé inox modifie assez bien le régime d’écoulement au point de le faire passer du régime laminaire au régime turbulent, augmentant l’échange et compensant ainsi quelque peu la plus faible conductivité de l’inox par rapport au cuivre. Par contre, si on analyse avec attention l’abaque fournit par Rotex, on peut constater que les pertes en charge de leurs échangeurs semblent faibles, voir très faibles et donc assez optimistes … ! Argument de vente … ? J’ai repris l’abaque Rotex et fait une simulation sur base de l’abaque en DN25 pour comparer visuellement la chose !
On a clairement la confirmation de «l’optimisme» de Rotex en ce qui concerne les pertes en charge de leurs échangeurs. Mais, … est-ce vraiment de l’optimisme ?
A la lecture de cette précision accompagnant l’abaque, on peut penser que Rotex a «intégré» le fait que pour sortir de l’ECS à 40°c, on mélangeait l’ECS issue de l’échangeur avec de l’EFS ! Faisons une petite simulation : au départ d’un ballon à 60°c avec de l’EFS à 10°c, pour obtenir un débit de 20l/min d’ECS à 40°c il faut 12l d’EC à 60°c et 8l d’EF à 10°c. Ceci nous donne un débit «réel» dans l’échangeur de 12l/min, soit 60% des 20l/min ! Redessinons donc les courbes en ramenant à 60% les valeurs du DN25 et comparons !
Tiens, tiens, tiens … voila que les courbes des pertes en charge de l’échangeur DN25 et de l’échangeur Rotex se superposent « pil-poil » ! L’hypothèse posée semble donc tenir la route.
Conclusions Les bases de dimensionnement d’un échangeur ECS en inox annelé de DN25 dans des cuves auto construites et pour une utilisation «normale» en maison uni familiale peuvent sans problème être «calquées» sur le Rotex maintenant que nous avons le «complément» d’information sur la section : diamètre DN25 soit 5,5m² de surface pour garder une perte en charge raisonnable de l’échangeur soit 38m de DN25.
Oui mais j’ai pas de DN25 !!!
Ben oui, je n’ai que peu de DN25 et je le réserve à la réalisation de l’échangeur chauffage. Par contre, j’ai du DN12 en suffisance en roules de 50 mètres. Un débit maximum de 20L/min donne pour 38m de DN25 une perte en charge de 540mm d’H2O pour une surface d’échange de 5,55m². Pour obtenir la même surface d’échange en DN12, il faut une longueur de 85m. Sachant que plus la section sera faible et plus l’échange sera bon on peut franchement diminuer cette longueur de 10% soit un échangeur de +/- 75m en DN12. Mais la perte en charge de 75m de DN12 à 20L/min est … hors abaque ! Pour garder la surface d’échange et obtenir une perte en charge «raisonnable», réalisons une mise en parallèle !
2 x 37m en parallèle donne un débit de moitié soit 10l/min par tuyau => 4070mm d’H2O en parallèle soit 4070/2=2035 mm d’H2O. Comparé au 540mm d’H2O du DN25, on est loin du compte !
3 x 25m en parallèle donne un débit du tiers soit 6,6l/min par tuyau => 1050mm d’H2O en parallèle soit 1050/3=350 mm d’H2O. Comparé au 540mm d’H20 du DN25, y a pas photo c’est tout bon ! En plus, ça tombe bien, les roules font 50m ! reste la vitesse de l’eau dans le DN12 pour confirmer. Pour un débit de 20l/min dans un DN25 on a une vitesse de 0,58m/s et dans un DN12 au tiers de 20l/min, 6.6l/ min, on a une vitesse de 0.88m/s !
C’est comme une pile en court-circuit. Les ions positif Mg++ du magnésium circulent en utilisant le fluide (eau douce ici) comme un conducteur électrique et se fixent sur les zones métalliques du ballon (dégarnies d’émail) soumis à la corrosion. Il est donc primordiale que l’anode soit branchée, côté extérieur, sur le métal du ballon (via sa tige filetée ou son écrou) afin d’établir un [court] circuit électrique. Le débit de courant (consommation de Mg) est lié à la résistance de l’eau: c’est à dire à la conduction de l’eau (lié au taux de calcaire- voir 4) et à la distance au métal (ci-dessous).
extrait wikipedia Si la pièce est de grande dimension, il faut cependant tenir compte d’une déperdition de protection liée à la chute ohmique. Celle-ci est provoquée par la résistance au passage du courant dans le milieu environnant, et elle augmente avec la distance du point de la pièce protégée au contact avec l’anode sacrificielle. Au-delà d’une certaine distance, qui dépend de la conductivité du milieu, la pièce n’est plus protégée. Il faut donc positionner les anodes à distance régulière de manière à ce que tout point se situe en dessous du potentiel où le métal peut de corroder. C’est à dire dans l’axe du ballon et avec une longueur plutôt plus grande pour les ballons solaires généralement plus allongés que les ballons classiques. (Les anodes courtes montées par le travers seraient donc à proscrire ?)
par exemple pour un ballon 200 L type Giodarno de 1,5 m de haut: anode Lg= 60cm diamètre= 32 mm exemple de catalogue d’anode: voir lien en page 21 http://www.rgs-diffusion.com/rgs/9_pieces_chauffeeau_elec.pdf on en trouve en 1 m pas beaucoup plus chères = peut être mieux de surdimensionner ? mais ce n’est pas certain (risque de surprotection = voir 3) Les fabricants disent de la changer si son diamètre 10 mm est atteint en un seul point. L’anode contiendrait un noyau (acier) de 5 mm de diamètre (Mg autour) On désigne le matériau de l’anode par AZ63 ou G-A6-Z3 car c’est en fait un alliage Mg 91% -Alu 6% – Zinc-3%. de densité 1,83 g/cm3. Cet alliage est dit magnesium faible potentiel (ne peut pas marcher dans l’eau distillée !).
2) ASPECT MECANIQUE ET USURE C’est un métal dur, fragile, inflammable. Ainsi si vous voulez la scier pour la mettre à la bonne dimension faite attention. De plus il a un coefficient d’élasticité faible en comparant aux autres métaux: c’est à dire qu’à contrainte identique il se déformera 5 fois plus que l’acier. Dans le même ordre d’idée, sa limite de rupture serait atteinte plus rapidement donc une anode Mg qui se tord (comme on le voit dans les ballons à l’usage) peut se casser très vite (dans un délais inférieur à la périodicité de visite/détartrage de la cuve ).
Pourquoi l’anode se déforme ? Exemple photo d’anode de 5 ans peu usée (moins de 25 % en volume) mais déformée bien que très costaud (32 mm de diamètre à l’origine, L=56 cm), l’eau d’arrivée n’était pas filtrée anti-calcaire.
Hypothèses: effet de cycle en température: le manganèse extérieur se dilatant plus que son noyau (en acier), ceci combiné aux coef. d’élasticité différents entre Mg-AZ63 et Acier par milionnième de degré: coef de dilatation 27 pour AZ63 et 10 pour l’acier longueur qui se tord est celle qui n’est pas raidie par le noyau (le noyau s’arrêterait ici vers 20 cm) l’usure n’est pas régulière sur le pourtour car l’axe du filetage de l’anode est généralement excentrée par rapport à l’axe du ballon (plus près d’un bord que de l’autre). une fois sa déformation débutée, elle ne peut que s’accentuer dans le même sens. on aboutit alors à une casse car Mg se fissure = noyau métal atteint corrodé ou à un contact avec la paroi; on imagine que la force capable de tordre un noyau de fer de 5 mm de diamètre génère une attaque mécanique très forte sur les quelques mm de la paroi du ballon, d’autant plus que le Mg est un matériau dur « La glace fissure le rocher » (voir REX du 3). on notera que cela peut toucher l’échangeur cuivre haut (cas de ballon double échangeur).
Périodicité de visite: Une visite régulièrement espacée (type ts les 3 ans) n’est peut être pas toujours adaptée. En effet, l’usure risque de ne pas suivre une loi linéaire.- voir loi Masse selon D suivante et l’influence du calcaire en 4) = usure + rapide). Idée: comment contrôler très souvent son anode filetée sans ouvrir le ballon … Jamais essayé en pratique mais à voir car la méthode est peu contraignante … C’est valable pour une anode filetée type M8 etc … montée en haut, et qu’on ne peut pas démonter sans ouvrir la trappe. Car ouvrir la trappe de visite de son ballon est risqué : on n’a pas souvent de joint de bride neuf à remettre (réf constructeur inconnue des particuliers) et repositionner le joint usagé est délicat (serrer doucement et par rotation « triangulaire » les écrous … sans garantie qu’on évite la micro-fuite …)
Mode opératoire: sur une anode type filetée, fixée sur le haut par un écrou: – couper arrivée eau froide – ouvrir puis fermer un robinet eau chaude (pour équilibrer la pression)
– dévisser à moitié l’écrou de l’anode et bouger la tige filetée pour la rendre libre de mouvement De plus en laissant un espace de passage d’air on vidange plus vite si nécessaire. Il faut juste vidanger le nécessaire pour ne plus mouiller l’anode (en gros la moitié du ballon).
ATTENTION NE PAS DEVISSER TOTALEMENT SINON ELLE TOMBE AU FOND A ce stade en tournant l’anode sur 360° on sent déjà si elle se bloque ou non:si oui= elle est suffisament tordue pour risquer de toucher la paroi ou pour se casser prochainement. Cette méthode marche d’autant mieux que l’anode est souvent légèrement excentrée par rapport à l’axe du ballon.
On peut aussi noter la rotation de l’anode par un trait de peinture afin de la tourner régulièrement à chaque opération (ex. ts les 45°) ceci pour équilibrer son champ d’action électrique et son usure.
Peser l’anode: — exemple en relatif: par rapport à une date précédente (le mieux étant de la peser neuve). En regardant l’allongement d’un élastique fixé sous l’écrou on peut comparer avec une mesure précédente (pour un élastique identique !). L’allongement est proportionel au poids Avec un peseur dynamomètre (exemple ci dessous à gauche: 20 €), vous pouvez mesurer la perte en Mg (ce qu’elle a consommée). Il est ici possible de mettre en évidence une rupture d’anode très dangereuse pour la survie du ballon à la corrosion (exemple allongement de l’élastique ou poids mesuré subitement (= dans un délais de moins de 6 mois), divisé par 2 …). — exemple en absolu pour estimer l’autonomie avec un dynamomètre:
Reboulonner, remettre en eau,
NE PAS OUBLIER DE FIXER LE CABLE TERRE A L’ANODE
3) ANODE TROP FORTE OU PRES DU METAL Un potentiel électrique d’anode trop fort peut localement détériorer le revêtement du métal. Serait-ce une explication d’un ballon corrodé prématurement au contact d’une anode, voir REX suivant http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?t=358&highlight=corrosion Mais les explications par la force d’appui mécanique (voir 2) ou par la concentration de calcaire en zone confinée (voir 4) sont aussi plausibles.
4) CALCAIRE = CORROSION MALGRE ANODE ou ANODE PLUS UTILISEE Effet de température ballon: Voir conseil dans REX précédent: le calcaire précipite plus à 60°C qu’à 55°C Confinement avec agglomération de calcaire = risque de corrosion … même si l’anode est encore bonne:
voir REX précédent (zone confinée était le contact anode tordue appuyant sur la paroi)
autre REX de ballon cassé prématurément: http://www.commeunpro.com/forum/sutra48341.php on peut supposer dans ce cas que la zone confinée était située entre le joint plat de bride et le siège métallique au sommet du ballon recevant le joint. En effet cette zone connait des micro-infiltrations d’eau (autre preuve:la présence de calcaire incrustée que l’on voit sur les faces de contact des joints usagés: voir ci-dessous la photo d’un joint de ballon de même marque, joint agé de 5 ans;les taches oranges sont peut être de la rouille ?)
On observe aussi du calcaire sous le siège métallique de la trappe de visite côté eau (lors du détartrage ne pas oublier de gratter avec le doigt cette face invisible de l’extérieur). Pour ces deux REX l’erreur semble être qu’ils n’ont jamais visiter et détartrer leur cuve en plus de 5 ans. Autre effet lié au calcaire perturbant l’anode: Une eau très calcaire offre moins de résistance qu’une eau peu minéralisée (d’après les abaques, 500 Ohm/cm contre 5000 Ohm/cm) donc est plus conductrice de courant; c’est donc un point positif qui équilibre le précédent car + de calcaire = + de corrosion par confinement = eau plus conductrice = débit anode plus fort = + de protection par unité de temps = mais aussi anode qui s’use plus vite. Mais à contrario, ceci indiquerait aussi qu’une eau trop adoucie ne permet plus à l’anode de fonctionner. C’était évoqué dans le second REX précédent. Car l’alliage AZ63 peut n’avoir pas assez de potentiel électrique négatif pour marcher dans l’eau pure. Changer la taille ne changerait rien (on l’allonge mais la distance à la paroi reste la même donc la résistante du chemin via l’eau aussi).
5) ASPECT SANTE: ???? Question: Utiliser l’eau chaude d’un ballon solaire pour cuisiner (pour économiser l’énergie de la cuisinière) est ce dangereux ? (NON à priori voir ci dessous extraits) extrait Wikipedia: La consommation excessive de magnésium est éliminée naturellement par l’organisme dans les urines. Le magnésium ne s’accumule donc pas. extrait Techniques de l’ingénieur M156 (4.1.1 caractéristiques anodes en magnésium)
6 ) CONCLUSION: Sans se prendre la tête, autant changé d’anode ts les 3 à 5 ans, on en trouve facilement (50 à 70 €) en se référant à la dimension la plus proche située juste au dessus. Pas de crainte d’incompatibilité à avoir, si elles sont en AZ63. Et combiner l’opération à un détartrage très précis au moins tous les 3 ans (voir suite)
Sous réserve de trouver un joint de bride neuf. Pour la première visite par la trappe, faute de joint neuf, essayer de remettre l’usagé moyennant des précautions (ne pas le gratter, poncer au grain très fin le siège métal, revisser en équilibrant (visser à la main sans forcé en butée les écrous dans l’ordre 1,4,2,5,3,6 puis resserrer légèrement de nouveau même ordre, mettre en pression, si on entend une micro-fuite refaire une passe de serrage …) Si ça n’a pas marché (fuite constatée), il est possible que les joints d’autres marques de ballon classiques s’adaptent à des ballons solaires ce qui évitera de faire apppel à installateur Qualisol. (A essayer: on a rien à perdre à dépenser 15 € avant d’appeler le dépanneur Qualisol ….) exemple ci dessous:
à gauche joint ballon « G…o » 200 L à droite joint de ballons classiques à 15-25 €
On peut aussi surveiller plus souvent l’anode ts les 6 mois à partir de 5 ans d’âge (garantie du ballon) par la méthode « sans ouverture de trappe » précédente, à moins que vous ayez une bonne réserve de joints neufs pour visiter par la trappe.
Tout cet entretien coûte environ 25 € par an (outil compris) à comparer aux prix des systèmes anticalcaire (min. 50 € + 30 € de cartouche ts les 6 mois…) ou au coût d’un ballon solaire remplacé trop tôt. A voir si cela permet de passer le seuil minimal (âge où le ballon devient rentable aux vues des économies réalisées), ce seuil étant toujours situé après la période de garantie 5 à 7 ans. Il est de + en + possible que les fabricants optimisent leur ballon (épaisseur, métal plus pauvre, siège bride moins solide, anode sous-dimensionnée …) pour aboutir à un taux de panne significatif juste après la garantie (méthode connue en électro-ménager).
DETARTRAGE: 1) Outils indispensables pour faire l’opération par la trappe de visite
Aspirateur air-liquide avec rallonge pour finir de vidanger puis pour aspirer les dépôts de calcaires tombés au fond après l’opération de « détachage » – 50 €
Équerre fixée sur un tasseau ou un manche à balai de 1 m – 2 €: permet de tapoter doucement et détacher le calcaire des endroits inaccessibles, généralement confinés donc sources de corrosion (au fond, près des raccords et des supports serpentin) et entre les plies d’une résistance compacte montée au travers peu accessible où s’accumule + de calcaire (pour éviter de la démonter …)
Contrôle visuel des zones inaccessibles: avec camera USB qui peut être montée aussi sur le tasseau – 30 € (jamais essayée mais elle a l’air adaptée: sinon utiliser un appareil photo position macro, déclenchement retardé, vissé sur l’équerre)
CAMERA USB FLEXIBLE A l’aide de la poignée ergonomique et avec sa caméra très fine montée au bout d’une tige flexible, vous pouvez éclairer et filmer des endroits normalement inaccessibles. La LED située à côté de la caméra permet d’éclairer le champ de vision. Regardez le résultat en direct sur votre PC portable et enregistrez en cas de besoin. Capteur couleur haute définition CMOS: 640x480Pixel à 30 fps Focus: 6 cm à l’infini , Tête de caméra étanche Ø17mm , Col de cygne flexible 60cm
2) Vinaigre: jamais essayé. Pour le fond, on peut mettre une dizaine de litre de vinaigre blanc (ça coute pas cher en grande surface). Pour les incrustations difficiles du haut qu’on ne peut pas détacher, on plaque un sopalin imbibé de vinaigre. Dans les 2 cas une nuit de trempage. Le trempage dans le vinaigre détartre très bien les casseroles (alu et émail) et les filtres de robinet.
Note de la rédaction : Concernant le vinaigre, il est tout à fait possible de récupérer une résistance très entartrée. il est parfois nécessaire de changer le vinaigre entre 2 sessions si la résistance est très entartrée. avec le temps et un peu d’énergie mécanique, le tartre finira par partir et la résistance sera presque comme neuve.
Les anodes sont conçues pour protéger les ballons de la corrosion. Au lieu d’agir sur le ballon, la corrosion agit sur l’anode magnésium permettant une meilleure conservation du ballon. L’état de anode est à surveiller régulièrement (une fois par an pour bénéficier de la garantie sur le ballon, comme d’ailleurs sur tous les ballons, même si peu de personnes le font) et à changer lorsqu’elle est a demi usée (pour éviter sa disparition totale avant le prochain contrôle). Le contrôle de l’anode peut se faire de deux manières :
– contrôle visuel : en faisant tomber la pression dans le ballon et en la démontant
– contrôle avec multimètre : explications en page 2 de cette fiche technique
Si vous savez votre eau corrosive, réduisez la durée entre 2 contrôles, vous augmenterez la durée de vie de votre ballon.
La dimension de l’anode est donnée sur le livret du ballon.
Pour les 800l: une anode 1040/33 et une anode 520/32 Pour les 1000l: deux anodes 1040/33
Prendre une anode dimension voisine implique d’adapter la période de visite en fonction de la différence de volume de magnésium.
Contrôle Anode
débrancher (dévisser) le câble de terre du ballon – régler le multimètre en position DC mA – connecter le câble noir du multimètre à l’écrou qui connectait le câble de terre de l’anode (ou une partie métallique du ballon) – connecter le câble rouge du multimètre au câble de terre relié à l’anode – s’assurer que les surfaces soient propres au niveau des connections du multimètre – le ballon doit être rempli d’eau durant ce test – si vous lisez une valeur comprise entre 0,3mA et 10mA, l’anode est encore bonne, dans le cas contraire il faut la changer – afin d’assurer un suivi, vous pouvez noter les valeurs chaque année – ne pas oublier de reconnecter le câble de terre à la carcasse du ballon après chaque test
Note de l’APPER : Ce montage réalisé par un des membres peut servir d’exemple, cependant, dans tous les cas, il ne se soustrait à toute règles de sécurités de la part de personnes qui souhaitent faire de même. L’APPER ne peux être tenu responsable des dommages qui pourraient subvenir.
Suite à une demande de la part de membres du forum, voici quelques fiches regroupant les différents branchements des thermoplongeurs d’appoint équipant des ballons du groupement.
La mise en place doit impérativement tenir compte des normes de raccordement et de sécurité.
Branchement du bloc résistance d’appoint 3 x 1000 W / 230 v – Filetage 2 ” Utilisable en 230 v monophasé, 230 v triphasé, 400 v triphasé, 400 v triphasé + Neutre par couplages. Dans chaque cas, ne pas oublier le conducteur de protection V/J = Terre
Note de l’APPER : Ce montage réalisé par un des membres peut servir d’exemple, cependant, dans tous les cas, il ne se soustrait à toute règles de sécurités de la part de personnes qui souhaitent faire de même. L’APPER ne peux être tenu responsable des dommages qui pourraient subvenir.
L’énergie solaire a ses limites : il peut y avoir plusieurs jours nuageux à suivre, si bien que la température de l’eau est insuffisante.
Pour pallier à cet inconvénient, l’idée est d’insérer une puissante résistance entre la sortie du chauffe-eau solaire et l’utilisation. Je rappelle qu’il n’y a pas de résistance additive dans le ballon.
Sachant que le débit constaté pour une douche peut aller jusqu’a 10 litres par minute (600 litres par heure) et qu’il faut une puissance de 1,1625 KW pour augmenter la température de 1 °C pour un débit de 1000 litres par heure, une puissance de (1,1625 Kw X 600)/1000 soit 696,75 W est donc nécessaire
pour gagner un degré pour un débit de 10 litres par minute.
Pour réaliser le booster, j’ai récupéré une résistance antigel de 3 X 2000 W sur une ancienne tour de refroidissement.
Je l’ai insérée dans un tube aussi petit que possible, si bien que la contenance du booster est de l’ordre du litre. La puissance totale est suffisante pour gagner 9 °C. Pour ceux qui n’ont pas de tour de refroidissement à démonter, une ou des résistances de bouilloire devraient faire l’affaire (2200 W la bête).
Le plus simple consiste à mettre un thermostat sur le corps du booster.
L’inconvénient de cette méthode est de consommer beaucoup d’énergie pour maintenir le booster à température et d’avoir à réchauffer l’eau froide qui était entre le ballon solaire et le booster.
Une méthode plus sobre en énergie consiste à détecter le débit (augmentation de la température d’entrée), attendre que l’eau froide soit passée avant de chauffer avec la puissance adaptée au besoin. De plus, on attendra que le booster soit préchauffé par l’eau venant du ballon solaire avant de faire un éventuel appoint. Il faut donc que la température de sortie soit presque égale à la température d’entrée. L’arrêt de la chauffe se produira par dépassement de la température maximum atteinte lors de l’arrêt du débit. Si le débit reprend peu de temps après, la chute de la température de sortie autorise à nouveau la chauffe. Pour ceci, deux sondes de température sont utilisées : une située sur le tube d’entrée (E) et l’autre sur le corps du booster vers la sortie (S). L’alimentation des résistances passe par 3 optotriacs permettant d’avoir 3 étages de puissance. Il est possible d’utiliser 1, 2 ou 3 phases différentes selon les disponibilités de l’installation électrique.
Les capteurs de température sont des LM 35 délivrant une tension de 10 mV par °C. Les résistances de 1 K mettent les sorties des capteurs en charge, ces capteurs ne pouvant pas « absorber » un courant.
L’ampli op A2 permet d’obtenir la différence (E-S) X 10. La tension présente entre sortie et VCC/2 de cet étage correspond à la différence entre les 2 températures avec une pente de 100 mV par °C d’écart. L’ampli op A1 détecte une augmentation de E-S (donc une diminution de S). Cette détection est momentanément (environ 5 s) maintenue en mémoire par 499K X 10 uF afin de laisser le temps à la sortie du booster de se rapprocher de la température d’entrée. L’ampli op B1 détecte une augmentation de E qui interdit la chauffe. En effet, si E augmente, c’est que le booster n’est pas préchauffé au maximum. Cet étage est nécessaire après redémarrage après une longue période de repos et que S = E. L’ampli op B2 compare E-S avec 4,1 Volts qui correspond à un écart de température de 1 °C entre S et E. L’ampli op C2 arrête la chauffe dès que la sortie est supérieure à 45°C. L’ampli op D2 interdit la chauffe si E est supérieur à 39 °C et commande la première résistance dans le cas contraire si l’autorisation de chauffe est validée. L’ampli op D1 commande la deuxième résistance si E est inférieur à 36 °C et que l’autorisation de chauffe est validée. L’ampli op C1 commande la troisième résistance si E est inférieur à 33 °C et que l’autorisation de chauffe est validée. 2 portes NAND à entrée trigger (4093) sont montées en bascule bistable. Si la broche 4 est à 1, (et la broche 3 à 0) l’autorisation de chauffe est validée. La commande de cette validation se fait en amenant un état 0 sur la broche 6. Pour obtenir cet état 0, il ne doit pas y avoir une détection de la montée de E (diode connectée sur la sortie de B1), il doit y avoir une détection de la montée de (ES) dans les 5 secondes précédentes (info venant de A1 temporisée par 499K X 10 uF allant sur la broche 8 de la porte NAND au centre du schéma) , la quasi égalité entre E et S (info venant de B2 sur la broche 9 du NAND) et E inférieur à 39 °C (info venant de C2 allant sur la broche 8 via une diode. L’arrêt de la chauffe se fait par un état 0 sur la broche 1 fourni par C1. La quatrième porte NAND est montée en inverseur pour autoriser les commandes des résistances 2 et 3. 2 ponts diviseurs fournissent les différentes tensions de références : Un pont fourni les tensions de 4,3 V pour le seuil de quasi égalité entre E et S et 450 mV qui correspond à la température de 45°C qui arrête la chauffe. Le second pont fourni les 3 tensions correspondant aux 3 seuils de températures (390 mV pour 39 °C, 360 mV pour 36 °C, 330 mV pour 33 °C) déterminant la puissance de chauffe. Les ampli op sont des LM 358 et le quadruple NAND est un 4093. J’ai installé des compteurs horaires sur chaque résistances de chauffage permettant de contrôler la consommation électrique. Sécurité complémentaire (à rajouter) : un thermostat à bulbe placé sur le booster permet de couper l’alimentation de puissance en cas de défaillance du système.
La question est posée assez fréquemment concernant l’usage d’un ballon simple ou de 2 ballons. Car chaque cas nécessite réflexion, voici les différences entre les 2 installations.
Critères
Stock combiné
Stocks ECS / chauffage séparés
Encombrement
Emplacement au sol plus “carré”, ce qui est ou n’est pas un avantage selon l’espace disponible. Bien adapté dans un coin (mais attention aux connexions)
Plus souple. Les ballons sont moins encombrants et peuvent être installés à des endroits différents.
Poids
Peut être très lourd (tout-en-un) dans les grands volumes. Un combiné de 1000 litres pèse plus de 300 kg.
Le poids est réparti en 2. Mise en place donc plus facile, même s’il faut la faire 2 fois. Avantage car l’installation est le plus souvent en sous-sol, avec de
Encombrement
Les combinés de plus de 1000 litres sont plus difficiles à trouver. Par contre, on peut étendre avec un simple ballon chauffage.
Solution plus facile à étendre en volume au prix d’une certaine complexité (ballons chauffage en parallèle ou série)
Approvisionnement
Pas de difficultés dans des tailles raisonables
Pas de difficultés dans des tailles raisonables
Prix
Petit avantage, 1 combiné coûte un peu moins cher que 2 ballons de tailles équivalentes.
En principe, ça revient plus cher. Mais si on utilise un stock chauffage fait pour ça (ballon peint à l’intérieur), les prix sont proches.
Travaux
hydrauliques Solaire : 1 seul circuit ECS/chauffgage : 2 circuits Appoint : 1 seul circuit
Solaire : 2 circuits Usage : 2 circuits Appoint : 2 circuits Globalement, plus de tuyaux que pour le combiné
Pilotage du solaire
Un seul serpentin sur la plupart des combinés
Il faut piloter pour envoyer la chaleur sur 1 des 2 ballons. D’un autre côté le remplissage peut être piloté finement en fonction des besoins exacts.
Pilotage de l’usage
Pas de pilotage : la chaleur est prise à mesure des besoins. Priorité au 1er usage.
On prend dans le bon ballon.
Gestion de l’appoint
Un seul appoint pour ECS et chauffage. Par contre, l’appoint est forcément chaud, donc mitigation obligatoire si chauffage basse température.
On doit piloter l’appoint dans le bon ballon. On peut chauffer l’ECS plus que le chauffage.
Stratification
Standard pendant la chauffe solaire. La hauteur du retour chauffage doit être choisie avec soin. Si les périodes de tirages ECS & chauffage sont très différentes, la stratification peut être perturbée.
Standard pendant la chauffe solaire. Bonne pendant les tirages car ECS et chauffage sont séparés : le froid entre en bas et sort en haut
Utilisation de la chaleur
Toute la chaleur stockée peut être utilisée : la chaleur résiduelle basse température finit par être utilisée pour l’ECS. A la belle saison, on profite d’une grosse réserve ECS sans montage supplémentaire.
Plus difficile car les ballons sont séparés. Le partage de chaleur est plus compliqué et peut demander des circuits hydrauliques supplémentaires (par exemple pour chauffer l’ECS avec l’eau de chauffage solaire)
Maintenance
Solution tout-en-un : un problème grave sur ECS ou chauffage oblige à tout changer
En cas de problème sur un des ballons, on ne change que celui-là.
Nous utilisons des cookies pour vous garantir la meilleure expérience sur notre site web. Par contre tout ce que vous faite ici, ne sera jamais collecté et vendu à un tiers.
Ok
