12 LM1240 (15m2) peints, en drain back alimentent un plancher solaire directe (PSD) + ECS 500litres


Marc Pimorin 
(Marcop sur le forum APPER)       Toulouse 31

marc.pimorin chez wanadoo.fr

Ce retour d'expérience est aussi visible et régulièrement maintenu à jour à cette adresse: http://marc.pimorin.free.fr/CompteRendu/CompteRendu.html


Résumé:

Installation de 12 panneaux longs (15m2) sur toiture en auto-vidange.

Achat du matériel et installation réalisée en 2012.

Chauffage d'un ballon ECS de 500 litres

Hiver: Complément de chauffage de la maison par plancher solaire directe (PSD)

Été: Chauffage d'une piscine de 42m3 par échangeur

Régulation auto-construite : Les cartes et schémas sont disponibles ici (format Eagle)

Ce document détaille le fonctionnement de la régulation : « /Descriptif_de_la_régulation.odt » 


Historique et contexte :


En premier lieu un grand merci à l’ensemble des Apperiens qui m'ont prêté main forte et en particulier à Pierre Amet qui a su fédérer les bonnes volontés. Longue vie à l’APPER.


Situation de départ : Maison individuelle construite en 200. Briques creuses de 20cm et isolation laine de verre (mur 10cm toit 20cm). Un pan de toiture exposé à sud -20°

Chaudière GAZ et 140m2 de plancher chauffant (épaisseur 13cm de béton). ECS par ballon gaz de 250 litres. Régulation analogique par vanne 3 voies et loi d’eau linéaire calée à 35°C pente de 0,5..


L’idée de départ est de compléter l’installation existant au gaz par une partie solaire.

Après plusieurs années de réflexion (mon inscription sur le site APPER date de 2007), et la réalisation préalable d’une piscine, j’ai démarré l’étude et l’installation du chauffage solaire.


Schéma hydraulique :


J’ai choisi les options suivantes :


12 capteurs peints. (15m2 brut) à 60° pour une utilisation prioritaire en chauffage basse température l’hiver.

Orientation du toit par rapport au sud : 20° vers l’est environ.

Stockage direct dans le PSD 13cm d’épaisseur de béton à l’origine. Pas de tampon. Pas d'échangeur. L'eau circule directement les panneaux solaires vers le plancher chauffant.

Drainback en circuit fermé pour pouvoir éviter l’utilisation d’un échangeur à plaques. Pas de glycol. Stock drain back par 2 bouteilles de gaz «type guy delsol »

Décharge des calories dans la piscine en été. (Indispensable)

500l d’ECS pour avoir un stock confortable permettant de tenir 3 jours en été.


Régulation:

Régulation auto construite à base de microcontrôleur PIC programmé en C, capteur 1wire DS18B20 pour les mesures de température. Supervision par PC sur port USB programmée en delphi. Gestion de la piscine, du chauffage et de l’arrosage. (La régulation fonctionne même si le PC de supervision est éteint). Ce choix d’électronicien permet de contrôler entièrement la partie régulation / supervision « cousu main » et de se faire plaisir en programmant (pour les électroniciens / informaticiens!)

L’utilisation de capteur sur bus 1 wire permet de brancher une multitude de capteurs et d’actionneurs à un coût dérisoire et avec une grande fiabilité sur un bus de plusieurs dizaine de mètres (40m dans mon cas). Seul inconvénient, les capteurs de T° sont limités 125°C, ce qui est suffisant pour mes panneaux peints qui montent à 105°C en saturation d’après le fabriquant.


Le réservoir situé dans les combles doit être le plus haut possible afin d 'assurer une pression suffisante au niveau du circulateur. Le circulateur doit se trouver le plus bas possible. Dans mon cas j'ai une hauteur de 6m environ soit une pression statique de 0,6 bar.


Capture de l’image de la supervision de la maison sur l’écran du PC :


La régulation commande le chauffage de la maison, la piscine (chauffage et filtration), et l’arrosage du jardin.

Visualisation en temps réel du fonctionnement de l'installation solaire


Fonctionnement :

Hiver :

Le circulateur solaire démarre si la t° du haut du panneau est supérieure à 30°C .

On attend ensuite que l’eau circulant dans les panneaux soit suffisamment chaude pour l’orienter vers la cible la plus froide (ECS ou PSD) afin de maximiser le rendement.

La phase de fonctionnement est recalculée régulièrement afin d’alimenter toujours la cible la plus froide.


L’ECS est simplement préchauffée dans le ballon de 500litres. Le complément est assuré par le ballon à gaz de 230 litres existant. A terme ce ballon va sûrement disparaître pour un système de chauffage instantané de l'ECS.


Si la température de l’eau solaire redescend en dessous de la cible la plus froide. La circulation est stoppée et le gaz reprend le relais dans un délai d’une demi-heure.


Été :

Le circulateur solaire démarre si la température dans les panneaux dépasse 35°C

Quand l’eau solaire est suffisamment chaude, on alimente le ballon ECS jusqu'à 65°C avant de basculer sur le PSD de la piscine.

Le détail du fonctionnement de chaque phase de régulation est décrit dans le document « /Descriptif_de_la_régulation.odt » 


Réalisation :



J'ai commencé par passer les tuyaux de cuivre de 20mm dans l'isolation en laine de verre sous le placo en faisant des découpes en pointillés. Le passage sous le toit à travers les tuiles est réalisé à l'aide d'un raccord en laiton, de joint caoutchouc et de silicone.