Ballon solaire compact en thermosiphon avec tubes sous vide

Pour installer ce système c'est pas très compliqué en fait. Il se branche en série. C'est un système pressurisé ici. Il y a donc un serpentin en cuivre dedans qui va faire échangeur thermique avec l'eau dedans qui n'est pas pressurisée mais qui est en contact avec les caloducs. Le truc au dessus c'est le système pour le remplir...

Il y a donc un by-pass dans la maison qui permet d'envoyer l'eau froide d'alimentation pour le ballon d'ECS dedans de 200 L (surisolé => voir sujet qui va) vers ce ballon en préchauffage...

Avant de recevoir l'eau préchauffée j'ai mis une vanne mélangeuse à 60°C également en admission du ballon interne au niveau du by-pass. J'ai mis des liaisons inox 3/4 (DN20)pour relier tout ça...

D'abord il faut savoir que c'est l'aventure de trouver ces ballons.... Rare en France et en Europe mais en cherchant,  on peut trouver. J'ai essayé de faire l'import de chine et je le déconseille. Le dédouanement c'est super galère, les pièces arrivent parfois cassées et on se retrouve avec un climatiseur à la place des tubes sous-vide.

J'ai fait une isolation complémentaire autour et j'ai remis une couche autour des tuyaux. AUcune partie du circuit d'eau n'est à l'air libre une fois que les tests d''étanchéïté ont été réalisés.

Les tubes sont déjà isolé par 13 mm mais cela ne suffit pas. J'ai donc ajouté 20 mm de plus autour des deux tuyaux froid/chaud dehors et dans le vide sanitaire.

L'eau chaude réchauffant un peu l'eau froide et inversement pour que l'hiver, les deux mètres qui sont dehors ne gèlent pas.

Lors d'une journée ensoleillée, la température du ballon monte de 40°C pour les 135 L. Je suis entrain de compiler les pertes et le reste ce qui permettra de faire quelques estimations car il faudra une année pour observer comment ça se comporte exactement. Je n'ai pas encore placé des réflecteurs mais j'ai des protections solaires autour des tubes (de l'isolant qui se "clipsent"). Il faut éviter la surchauffe qui entraînerait de l'évaporation d'eau (ça bout dedans sinon !). C'est un liquide alimentaire antigel pas un liquide spécial pour des températures extrêmes.... dans le ballon externe.

Le support que j'ai reçu était incliné à 30° j'ai donc fait des plots bétons (armés) pour le mettre à 45°. J'estime que cela sera le mieux pour moi pour bien chauffer en intersaison et si besoin je mettrai des réflecteurs "maison" mais pour optimiser l'hiver avec un angle important donc.

Calculons l'énergie capturée en ce moment (journée avec pas mal de soleil) pour 135 L avec delta T de 40°C.

E = 135 000 x 40 x 4.18 = 22.5 MJ soit 6.3 kWh. Il devrait aller jusqu'à 8 kWh et plus sans problème avec un soleil plein ce qui est plus que suffisant pour nos besoins. Objectif diminuer les pertes pour assurer sur plusieurs jours le maintien en température.

La suite bientôt pour estimer les économies sur le compteur électrique.

Jolie installation.
Excellente idée.
il me semble avoir vu des ballons thermosiphon dans le groupement Apper.

Cdlt

Ça se nomme monobloc...

Pas adapté sous nos latitudes, il est communément rencontré dans les contrées chaudes (sous les tropiques par exemple) .

Bonjour, je ne vois pas en quoi il ne serait pas adapté sous nos latitudes.... Les tests sont faits pour des latitudes jusqu'en Suède... Le capteur plan est moins adapté aux pays froids...

Cependant il faut une mise en oeuvre adaptée pour que l'eau reste chaude dedans car même avec le rayonnement diffus cela chauffe. 

J'ai ouvert ce post pour bien détailler son fonctionnement selon les saisons. Ce qu'on voit dans les pays chauds ce sont plus des capteurs plans monobloc et pour les tubes ils sont mal isolés parce qu'en perpétuelle surchauffe.

Il faut donc faire un système adaptable avec isolation ET protection solaire. C'est donc ici une expérimentation grandeur nature. Il ne peut que fonctionner mais il reste à déterminer  avec quelles contraintes exactement.

De plus je le garde au sol pour pouvoir justement le contrôler facilement... et le nettoyer. 

Plus malin que tout le monde...

Allez y donc.

Un petit compte rendu d ici un an...

AD 44 a écrit:

Plus malin que tout le monde...

Allez y donc.

Un petit compte rendu d ici un an...

Merci de rester agréable. J'ai déjà expérimenté dans d'autres domaines et le petit malin a développé des systèmes que tout le monde aimerait avoir (peu chers et donnant les meilleurs résultats possibles)...  Donc plutôt que de critiquer donnez des éléments contradictoires.
Ma maison fonctionne avec le solaire et elle fonctionne bien même en hiver ce système doit fonctionner s'il est isolé ce qui est le cas par définition des tubes. Par contre la mise en oeuvre demande un peu de temps pour que cela soit fait correctement. Je n'imagine pas un artisan dessus par exemple.

Son défaut c'est qu'il est sans doute peu cher et qu'il est facile à auto-installer mais qu'il demande un peu de temps.

AD 44 a écrit:

Ça se nomme monobloc...

Pas adapté sous nos latitudes, il est communément rencontré dans les contrées chaudes (sous les tropiques par exemple) .

Et pourquoi pas adapté ?
Parce qu'il ne peut pas fonctionner quand il gèle ?
et alors, il existe de nombreux endroits en France métropolitaine où les jours de gel sont concentrés dans une période de quelques semaines ...

Bonjour

Et en plus, c'est très décoratif.
Beaucoup mieux que les nains de jardin ou le faux puits en vieux pneus peints en blanc.

Panoptès a écrit:

Bonjour

Et en plus, c'est très décoratif.
Beaucoup mieux que les nains de jardin ou le faux puits en vieux pneus peints en blanc.

Ah ? En fait je n'ai pas cette conception du décoratif. J'aime bien ce système et son aspect ne me dérange en rien. Il est sobre pour ce que je pense. Facile à entretenir et les tubes sont sympa. Il est vrai que je suis assez divergent sur la mode et ce qui intéresse l'humain moyen.

ManuTaden a écrit:

AD 44 a écrit:

Ça se nomme monobloc...

Pas adapté sous nos latitudes, il est communément rencontré dans les contrées chaudes (sous les tropiques par exemple) .

Et pourquoi pas adapté ?
Parce qu'il ne peut pas fonctionner quand il gèle ?
et alors, il existe de nombreux endroits en France métropolitaine où les jours de gel sont concentrés dans une période de quelques semaines ...

SIsi il peut fonctionner quand il gèle. Il faut juste qu'il fasse un peu de soleil. Je mettrais la quantité d'isolant suffisant si nécessaire. Je l'ai pour le moment recouvert que d'une seule couche complémentaire. En fonction je verrai à en remettre. Les tuyaux passent dans le vide sanitaire et je viens de mettre une couche complémentaire cela fait un gros boudin mais il y a de la place pour ça....

ça s'illumine à Noël ?

Panoptès a écrit:

ça s'illumine à Noël ?

Bonne idée on verra ça.

L'hiver ? en Haute Savoie ?
juste parce qu'il est isolé ?
il faut une sacrée isolation, et qu'il y ait toujours un peu de soleil ...
Mais su ça marche tant mieux.

Pour info j'ai déjà vu une version non tube à vide, dont le ballon avait connu un coup de gel, les arrivées d'eau avaient laché, à Somain, à coté de Lille.
et oui, parfois les Saints de Glace portent bien leurs noms ...

Cdlt

ManuTaden a écrit:

à Somain, à coté de Lille.

Somain à côté de Lille ??? 
ça fait un grand à côté 

ManuTaden a écrit:

AD 44 a écrit:

Ça se nomme monobloc...

Pas adapté sous nos latitudes, il est communément rencontré dans les contrées chaudes (sous les tropiques par exemple) .

Et pourquoi pas adapté ?
Parce qu'il ne peut pas fonctionner quand il gèle ?
et alors, il existe de nombreux endroits en France métropolitaine où les jours de gel sont concentrés dans une période de quelques semaines ...

Les monoblocs ont leur tank dehors... Lorsque la température extérieure est élevée (ou à défaut clémente) ca ne pose pas de problème.

OUi le tank est dehors il faut donc bien étudier la question de l'isolation. Cependant c'est plus les liaisons qui craignent plus que le tank qui est sous antigel et qui reçoit du rayonnement. Il faut donc isoler le ballon en conséquence pour assurer une réserve suffisante pour maintenir les liaisons hors gel. SInon il reste le cordon chauffant (je vais essayer sans pour le moment).

Bonjour.
je vais suivre ce sujet , j'aime bien les expérimentations...

Tu as un lien de la doc dur ballon ?
Tu parle de thermosiphon : il y a un circuit primaire ou les caloducs sont immergés dans le ballon ?

toufig a écrit:

Bonjour.
je vais suivre ce sujet , j'aime bien les expérimentations...

Tu as un lien de la doc dur ballon ?
Tu parle de thermosiphon : il y a un circuit primaire ou les caloducs sont immergés dans le ballon ?

 Les têtes des caloducs sont dans le ballon externe. Il y a l'échangeur en cuivre (un serpentin en cuivre) dans lequel circule l'eau
Ce modèle est le 18 tubes, j'ai un 16 tubes mais c'est très proche.

Bien évidemment ce sont les liaisons qui geleront et peteront en premier ... Ce n est pas le gel du tank qui est à craindre (encore que suivant le climat...) mais d abord et avant tout ces pertes qui peuvent en une nuit réduire à néant toute la collecte d une journée.

Les flux thermiques et pertes associées sont d autant plus importantes que le delta interne externe est élevé...

Panoptès a écrit:

ManuTaden a écrit:

à Somain, à coté de Lille.

Somain à côté de Lille ??? 
ça fait un grand à côté 

Pour un mec qui connais c'est nettement plus éloigné que La Madeleine ou Marcq ... pour une personne qui est à Lyon ou à Pau c'est quand même très proche.
et je ne parle pas d'un étranger, pour ma  famille américaine , j'habite à coté de Paris il n'y a même pas 250 miles (je suis en Bretagne) ...

Cdlt

AD 44 a écrit:

Bien évidemment ce sont les liaisons qui geleront et peteront en premier ... Ce n est pas le gel du tank qui est à craindre (encore que suivant le climat...) mais d abord et avant tout ces pertes qui peuvent en une nuit réduire à néant toute la collecte d une journée.

Les flux thermiques et pertes associées sont d autant plus importantes que le delta interne  externe est élevé...

Ce qui une lapalissade. Cependant on voit que plus le delta T est proche de ZERO et plus le capteur est efficace pour la même raison. Ainsi en hiver il récupère par temps couvert 14 MJ contre 6 MJ avec un delta T de 50 °C.  Ceci pour le modèle standard que je n'ai déjà plus puisque il a déjà une première couche de surisolation avant la deuxième. Comme je l'ai dit je prends comme pour la maison un modèle standard et j'en fais un prototype en modifiant ici et là ce que j'ai envie de modifier. Les liaisons sont  et seront donc très isolées pour faire un pont entre le ballon et la maison. Dans certains cas je maintiendrais la température dans le ballon en actionnant le by-pass.
Il me reste donc à finaliser  l'isolation du ballon, à estimer les apports par jours couverts et estimer à partir de quelle température il y a des risques avec et sans le by-pass. L'été c'est bien le delta T étant important cela permet de mieux affiner les différents coefficients globaux.

Perso j'ai pas compris ce qui le différencie d'un CESI comme ceux qu'on voit habituellement et pourquoi il apporte un plus. Si quelqu'un pouvait expliquer, je serai très intéressé et je ne serai peut-être pas le seul

Coroebus a écrit:

Perso j'ai pas compris ce qui le différencie d'un CESI comme ceux qu'on voit habituellement et pourquoi il apporte un plus. Si quelqu'un pouvait expliquer, je serai très intéressé et je ne serai peut-être pas le seul

- Aucun système complexe, aucun circulateur. Il fonctionne de manière totalement autonome sans électricité. Il faut juste lui mettre de l'eau (parfait en milieu isolé). Ils sont en inox.

- Le ballon intérieur est un ballon tout à fait standard.

On trouve des ballons complets en Europe pour 800 € environ (système pressurisé). Après il y a les systèmes non pressurisés où l'eau circule dans le ballon lui-même. Dans ce cas j'ai vu en Italie des systèmes à 300 €.
Installation simple... une arrivée d'eau froide et il en sort de l'eau préchauffée vers le ballon intérieur.

Dès que l'eau du ballon est plus froide que les tubes la chaleur est capturée et envoyée dans le ballon externe.

Son problème c'est plutôt qu'on aime ou pas son aspect... Pour ma part j'avais un toit plat donc j'aurai pu le mettre dessus. Je préfère le garder avec moi. En cas de problème je le vois tout de suite.... Je peux nettoyer les tubes également. 

Son point faible est le ballon et les liaisons. Il faut bien l'isoler en zone froide, les tubes eux sont par définition isolés avec le vide dedans... Bref je vais ici mettre les informations que je vais récolter en l'utilisant.

Ce n'est pas son seul point faible...

AD 44 a écrit:

Ce n'est pas son seul point faible...

Quels sont les autres ? Son intérêt est surtout sa facilité d'installation après chacun choisira. On constate que les ballons solaires classiques sont tellement chouettes que presque toutes les maisons sont en thermodynamiques.... ALors que ces systèmes simples pourraient être une bonne idée dans plein de cas. 

Cependant nous verrons. Moi je l'ai choisi parce que le principe me plait bien. Je l'isole selon ce que je pense et on verra. IL crache quand même 15 MJ pour se mettre en hors gel

Un ballon standard pour un delta T de 40 K perd pas loin de 2 kWh pour 3 m2  de surface soit R = 1.5....  (50 mm de PU ça donne 2.

Bref celui-ci je vais le charger en isolation complémentaire il devrait bien pouvoir atteindre R= 2.5 mini au global.... globalement pour une surface d'échange de 2.5 m². On peut donc tabler sur une perte de l'ordre de 0.8 MJ pour 10 K. Ça doit bien pouvoir le faire si le by pass est activé, non ?

Ben...

Quelle est la température en stagnation des tubes en question ?

AD 44 a écrit:

Ben...

Quelle est la température en stagnation des tubes en question ?

Peur de quoi si c'est 250 °C ? D'une fuite brutale du système ?

Sans régulation...

Un vase d expansion sanitaire est prévu ? Ou ca va relâcher ?

AD 44 a écrit:

Sans régulation...

Ça va relâcher.

Une lapalissade... Hum ça va dépendre de plusieurs facteurs :
- Le système est-il dimensionné pour assurer les besoins d'ECS même lorsqu'il est à fond..... ?
- Le système est-il régulé.... Et bien OUI il est régulé. Il suffit d'occulter lorsque la température montre trop.... Je suis entrain de voir les paramètres pour ça... C'est l'objectif ici de permettre à tous de faire un système simple et qui ne fait pas de vapeur.

Les caractéristiques sont pour ce capteur avec delta T de 50-70 K une puissance de 1000-800 W pour G = 1000 W/m². Grosso modo le capteur sur une journée d'été doit avoir sur une heure équivalente un G = 6000 W/m2 ce qui donnera pas plus que 5-6 kWh sur la journée pour monter en température dans ces eaux.

Pour 135 L sans tirer d'eau de la journée on montera pour 135 L de 35 °C. Donc je me méfierai si un jour au matin avant la douche j'étais déjà à 60-65 °C..... Dans ce cas on réduira la voilure.

AD 44 a écrit:

Un vase d expansion sanitaire est prévu ? 

Ça peut relâcher sans problème si le ballon est plein à craquer (ce qui n'est pas le cas, on peut ne remplir qu'à 95%). puisque le système est ouvert. Pour le vase on verra pour les questions de dilatation si besoin. Ceci est pour le moment à l'étude pour voir comment se comporte le ballon d'assistance.

Dois-je préciser qu'il y a une sonde de température quand même qui indique sur un bel écran la température dedans ?

Mouais... Ça me semble pas vraiment très clair tout ça...

Vous ferez un compte rendu ?

C'est prévu.... que je mettrai tout ce qu'il y a à savoir ici. Normalement ça ne doit pas relâcher mais si besoin ça peut puisque c'est ouvert. Il y a le réservoir d'assistance qui est ouvert et le tuyau d'air avec la sonde dedans également. Je dois juste isoler tout ça au mieux et voir... dans les jours/semaine ce qu'il en est.

Je ne vous souhaite assurément aucun mal et ne peux qu espérer que vous soyez heureux de votre montage .

Mais sans vouloir vous offenser ni blesser votre ego, vous ne semblez pas vraiment savoir où vous mettez les pieds ni les mains... Néanmoins vous paraissez malgré tout très sûr de vous... Alors... faites.

Pensez avant tout à votre sécurité et celle de votre entourage (les plus jeunes en particulier). Le reste ce n'est que du matériel.

Bonjour, merci pour vos commentaires. Je serai précautionneux. Je suis toujours très axé sur la sécurité.... Et effectivement ce n'est que du matériel . Mais ce n'est pas non plus une bouilloire explosive ... le ballon d'assistance est une vanne de sortie pour la vapeur et donc rien ne peut exploser. Pour le moment pas constaté de sortie d'eau par ce vase qui sert d'expansion aussi.

Faut pas exagérer, non plus !

Ce n'est pas l explosion qui est à redouter

Mais la brûlure... En sortie d un monobloc comme ca (tubes) en siphon thermique par définition sans régulateur... La température du stock est difficilement contrôlable.

Il faut un mitigeur en sortie, mais monter un mitigeur en extérieur (en le protégeant du froid... Et autre)...!?

Ou alors déporter le mitigeur plus loin à l abri... Mais la liaison entre stock et mitigeur doit pouvoir supporter de hautes températures (exit PER et consorts)...

Ça demande une petite réflexion

AD 44 a écrit:

Faut pas exagérer, non plus !

Ce n'est pas l explosion qui est à redouter

Mais la brûlure... En sortie d un monobloc comme ca (tubes) en siphon thermique par définition sans régulateur... La température du stock est difficilement contrôlable.

Il faut un mitigeur en sortie, mais monter un mitigeur en extérieur (en le protégeant du froid... Et autre)...!?

Ou alors déporter le mitigeur plus loin à l abri... Mais la liaison entre stock et mitigeur doit pouvoir supporter de hautes températures (exit PER et consorts)...

Ça demande une petite réflexion

Aucune partie n'est accessible ici tout est sous isolant.... Le mitigeur est avant le ballon interne (60°C). La liaison est en inox avec isolant intégral puis en cuivre. La température est contrôlable puisque chaque tube est équipable d'un occultant pour réduire la voilure... Si la température le matin est au delà de certaines limites et en fonction de la météo... On peut occulter tout ou partie. L'énergie capturable quand on s'approche des 90 °C n'est plus que de 5 kWh/jour avec un soleil complet. C'est à dire proche des besoins de la maison. il faut éviter les surdimensionnements. En inter-saison, avec un peu moins de soleil je placerai les réflecteurs amovibles pour augmenter la charge solaire des tubes.

Ainsi le capteur sera plus ou moins performant selon la saison et il peut être à l'arrêt ou presque en cas de départ avec ses occultants.

Un exemple proche de ce que je peux faire. Il passe de 82 tubes en hiver (chauffage + ECS) à 30 tubes et moins en été (ECS seulement).
''''''''''

Le panneau solaire ne peut remplir les 100 % de l'ECS car il y a des jours gris mais aussi que la température dans le ballon est de 60 °C et que cette exigence diminue les apports solaires finalement. Si on court-circuitait le ballon interne, l'eau serait souvent assez chaude ou au moins tiède la plupart du temps ce qui correspond à un mode dégradé mais qui permet de s'assurer une bonne résilience dans le futur et je pense qu'on serait à 80-90 % de l'ECS en solaire. Il y a également des thermostatiques sur les autres robinets mais à 38°C cette fois.

Pour le moment je constate quand même qu'il est très utile de mettre une isolation complémentaire. Le ballon d'assistance (une sorte de ballon de dilatation qui fonctionne comme une chasse d'eau) ne semble pas vraiment isolé mais difficile à dire puisque je ne vais pas le découper. Cependant le sommet au moins était tiède. Je l'ai donc recouvert intégralement de 19 mm de mousse pour commencer.

Hier soir température interne : 33 °C
Ce matin température interne : 33 °C
A 11 heures, temps pluvieux : 37 °C. 

Lorsque le soleil cesse en fin de journée, la température de la sonde diminue pas mal. Je pense que c'est lorsque la convection interne au ballon cesse la température du ballon homogénéise. Pour le moment pas de surchauffe mais pas de jours de beaux temps consécutifs . On attend et on voit avant de construire les réflecteurs, amovibles ou non selon. 

Le ballon chauffe très bien il a fallu mettre aujourd'hui les occultants.... Température stabilisée à 93 °C. Je ferai plus attention la prochaine fois... C'est impressionnant comme ça chauffe.

J'ai fini l'isolation complémentaire.... 20 mm partout et 55 mm sur les surfaces. La température se maintient bien dedans. On doit pouvoir augmenter l'autonomie avec un peu de jugeote. 

On voit ici les occultants. Je vais maintenir en dessous de 80 °C max à l'avenir  mais j'ai besoin de savoir comment ça chauffe avant quand la journée est pleine en soleil.

Un question, les occultants c'est toi qui les pose ou c'est automatique ?

Coroebus a écrit:

Un question, les occultants c'est toi qui les pose ou c'est automatique ?

Pour le moment c'est un prototype... C'est manuel.
Après je pense qu'on pourrait faire un système tournant. Réflecteur d'un coté et occultant de l'autre . Je vais voir avec des tubes pvc également.

Le problème d'un truc tournant c'est que c'est de la mécanique. L'intérêt du système étant sa simplicité, toute complexité le rend moins attrayant.

A mon sens il faudrait trouver une système automatique mais à partir de propriétés physiques. Par exemple, un tube qui s'opacifie à partir d'une certaine température température et sans apport supplémentaire d'energie ni régulation externe.

A moins que le problème ne soit simplement un capteur trop grand par rapport au stockage.

Coroebus a écrit:

Le problème d'un truc tournant c'est que c'est de la mécanique. L'intérêt du système étant sa simplicité, toute complexité le rend moins attrayant.

A mon sens il faudrait trouver une système automatique mais à partir de propriétés physiques. Par exemple, un tube qui s'opacifie à partir d'une certaine température température et sans apport supplémentaire d'energie ni régulation externe.

A moins que le problème ne soit simplement un capteur trop grand par rapport au stockage.

C'est du standard... Le problème est d'adapter à mes besoins. Donc je dois prévoir quelques abaques pour faire selon l'ensoleillement. Oui ça serait intéressent un système optique qui serait plus opaque si la température monte trop. Par contre il serait simple de prévoir des réflecteurs tournants...  Pour le moment j'étudie la bête et les pertes nocturnes maintenant qu'il est ok en isolation. Delta T entre 70°C et 80 °C ça va permettre de connaître ses caractéristiques.

93°...ç est la température du stock ???

Non c'est la température du ballon extérieur. L'interne reste à 60 °C.