4 capteurs LM1240 Tinox Inclinaison 60°
Pour un CESI
par Régis Dupré Les Pennes Mirabeau 13
dulire chez orange.fr
Pour un CESI
par Régis Dupré Les Pennes Mirabeau 13
dulire chez orange.fr
Préface:
Voici ma réalisation, je me suis forcé de décrire au mieux les éléments qui m’ont donné réflexion.J’ai trouvé mes réponses sur internet, des réalisations déjà faites, des nombreux témoignages et au travers du forum Apper dont je tiens à féliciter tous les acteurs, particulièrement Pierre Amet pour son implication.
J’espère à mon tour sans prétention apporter quelques réponses aux futurs auto-installateurs solaires.
L’Auto-installation est à la portée de tous il suffit d’y croire et d’être un peu manuel,
Le plaisir de faire par soi même a été très enrichissant techniquement. Le résultat final une vraie satisfaction personnelle « de plus ça marche ».
Malheureusement aujourd’hui on doit se protéger de tout!
Je me dégage donc de toutes responsabilités sur la duplication de mon installation qui je rappelle m’est personnelle.
Les premiers rayons.….
Samedi 16 avril 2011, journée ensoleillée 20° C pas de vent, première mise en fonction.Hier j’ai effectué la mise en eau, purge et réparation de 3 fuites sur des raccords mal serrés, pas de fuite sur mes brasures.
Il est 10h45, température de départ 25°C dans le ballon.
Les premiers rayons de soleil commencent à faire monter les capteurs, le circulateur démarre, je suis comme un gamin impatient de voir l’aiguille de l’indicateur grimper.
Le ballon arrive à 58°C vers 19h soit un gain de 33°C en 8 heures ce qui fait env.4°C/h
Et le soir la récompense de mes 100 heures de travail: ma première douche solaire.
Dimanche 17avril journée ensoleillée 21° C un peu de vent le matin le ballon est à 40°C après 6 heures de chauffe nous avons 62 °C soit env. 4°C /h
Après deux mois de recul je constate qu’avec une consommation moyenne de 160l d’eau chaude par jour et avec un bon ensoleillement j’ai une chauffe continue de 2°C/h. Mon ballon varie de 60°C à 64°C. Les panneaux ne dépassent pas 68°C. Période de juillet/aout toujours un bon rendement sans surchauffe max 82°C pour une température extérieure de 34°C . L’inclinaison de 60° des capteurs à l’air de bien faire son effet.
Matériels :
- 4 LM1240 tinox
- 1 Ballon EZINC PIAC 300litres double échangeur.
- 1 Circulateur Grundfos 25/40
- 1 régulateur Basic+2 sondes PT1000.
- 1 vase expansion 19litres solaire
- 1 vanne thermostatique
- 1 soupape thermique
- 1 clapet anti retour ¾ à battant
- 1 manomètre 0-4 bars « récupération »
- 1 purgeur solaire
- 20Litres de glycol
- 1 débit mètre à cadran SOLAR Future
- Divers raccords cuivre / vannes
- Isolant mousse Insultube 15x19mm
- Support capteur « récupération »
- Gouttière PVC beige 50mm.
- Graisse thermique : Radiospares ref 554-311
Réalisation :
Les supports des panneaux sont réalisés avec du fer plat de 30mm épaisseur 3mm cintré à l’étau et soudé à l’arc.Peinture minium plus peinture anti rouille sur deux couches.
Les profilés sont des carrés alu de 45x45mm (marque :Bosch)
Des tiges filetées de 6mm sont rajoutées pour prendre en sandwich les profilés haut et bas.
La visserie de fixation des panneaux est en inox
Les tuiles sont ajustées à la meuleuse pour laisser passer les supports et garantir l’étanchéité de la toiture. Le passage de la toiture au sous sol est réalisé avec une tuile chatière.
Des tiges filetées de 6mm sont rajoutées pour prendre en sandwich les profilés haut et bas.
La visserie de fixation des panneaux est en inox
Les tuiles sont ajustées à la meuleuse pour laisser passer les supports et garantir l’étanchéité de la toiture. Le passage de la toiture au sous sol est réalisé avec une tuile chatière.
La connexion des 4 panneaux est faite
en boucle de tickelman afin d’équilibrer les circuits. Les liaisons
capteurs sont réalisés avec des raccords ¾ mâle dia 18 et des raccords à
collet battu fer ¾ tube dia 16, les deux brasés ensemble.
Soit deux fois deux panneaux en série et les deux groupes en parallèle.
On contrôle le bon équilibrage des circuits en comparant la température de sortie des deux groupes: 1er groupe 32.8°C, 2eme 33.8°C qui doivent être sensiblement pareil.
Si grosses différences c’est que le débit est trop important dans ce cas rajouter des vannes pointeau en série sur les deux circuits pour le réglage.
On contrôle le bon équilibrage des circuits en comparant la température de sortie des deux groupes: 1er groupe 32.8°C, 2eme 33.8°C qui doivent être sensiblement pareil.
Si grosses différences c’est que le débit est trop important dans ce cas rajouter des vannes pointeau en série sur les deux circuits pour le réglage.
Ma distance panneaux /ballon est de 12
mètres soit 24 mètres aller/retour, effectuée avec du tube de cuivre de
14/16. Les soudures sont du type brasure cuivre.
Pour les pertes de charges, j’ai fait quelques calculs et je me suis aussi aidé de l’expérience d’autres réalisations pour mon cas le 14/16mm marche bien.
Seul bémol le prix du cuivre «une fortune de nos jours» 350€ uniquement pour les tubes 14/16mm. Le PER marche bien aussi, reste à gérer sa dilatation et sa mise en œuvre.
Attention de ne pas raccorder directement le PER en sortie des capteurs, prévoir au moins 5 mètres de cuivre pour absorber les hautes températures.
Pour les pertes de charges, j’ai fait quelques calculs et je me suis aussi aidé de l’expérience d’autres réalisations pour mon cas le 14/16mm marche bien.
Seul bémol le prix du cuivre «une fortune de nos jours» 350€ uniquement pour les tubes 14/16mm. Le PER marche bien aussi, reste à gérer sa dilatation et sa mise en œuvre.
Attention de ne pas raccorder directement le PER en sortie des capteurs, prévoir au moins 5 mètres de cuivre pour absorber les hautes températures.
Pour les raccordements filetés,
utiliser de la fillasse et de la pâte: je décris la procédure de
montage de la filasse car pour mon cas de débutant j’avais enroulé la
filasse à l’envers se qui m’a valu de reprendre une quinzaine de
raccords. Pas chouette du tout. Même après deux mois de fonctionnement j’ai eu
encore des micros fuites donc j’insiste soignez vos raccordements. Cela vous évitera des vidanges, purges et prises de tête………
Important: Pour le raccordement des capteurs utiliser de la Loctite 577 ou 542 enduire
les deux cotés du filetage «mâle et femelle en bonne quantité, si on applique la loctite que sur le filetage mâle, en vissant la
colle reflux sur l’extérieur ce qui crée des fuites.
Laisser sécher 24 heures avant la mise en eau.
La filasse ne donne pas de bons résultats au niveau des capteurs.
Gratter avec un scie les filets du raccord pour faire une accroche de la filasse, enduire le filetage de pâte puis enrouler dans le sens horaire la filasse puis rajouter de la pâte sur la filasse et lisser autour du filetage, visser et bloquer.
La pâte est là juste pour lubrifier c’est la fillasse qui rend étanche.
Important: Pour le raccordement des capteurs utiliser de la Loctite 577 ou 542 enduire
les deux cotés du filetage «mâle et femelle en bonne quantité, si on applique la loctite que sur le filetage mâle, en vissant la
colle reflux sur l’extérieur ce qui crée des fuites.Laisser sécher 24 heures avant la mise en eau.
La filasse ne donne pas de bons résultats au niveau des capteurs.
Gratter avec un scie les filets du raccord pour faire une accroche de la filasse, enduire le filetage de pâte puis enrouler dans le sens horaire la filasse puis rajouter de la pâte sur la filasse et lisser autour du filetage, visser et bloquer.
La pâte est là juste pour lubrifier c’est la fillasse qui rend étanche.
Utiliser des joints bleus type gaz pour les raccordements à collet battu. « Tenue aux températures de 350°C ».
J’ai appris après montage que les joints fibre bleu se dégradent avec le glycol à vérifier dans le temps……..
Les joints téflon sont mieux mais l’inconvénient est le dévissage des écrous intempestif dû à la dilatation il faut donc monter avec un peu de frein filet sur l'écrou. A voir!
Pour le raccordement du ballon je me suis posé beaucoup de questions métaphysiques concernant les couples galvaniques, le ballon étant en acier et les canalisations en cuivre/laiton. Je vais vous épargner toutes mes recherches et j’ai finalement fait les montages et choix suivants: raccords inox entre le ballon et le raccord diélectrique sur le circuit eau sanitaire, fer noir et le raccord diélectrique sur le circuit solaire.
J’espère que ce sera la bonne qualification. ????.
J’ai rajouté une cablette de cuivre 16mm2 pour la mise à la terre du ballon. Le fil en 1.5mm2 livré avec le ballon me semblait un peu trop juste (alimentation de la résistance).
J’ai appris après montage que les joints fibre bleu se dégradent avec le glycol à vérifier dans le temps……..
Les joints téflon sont mieux mais l’inconvénient est le dévissage des écrous intempestif dû à la dilatation il faut donc monter avec un peu de frein filet sur l'écrou. A voir!
Pour le raccordement du ballon je me suis posé beaucoup de questions métaphysiques concernant les couples galvaniques, le ballon étant en acier et les canalisations en cuivre/laiton. Je vais vous épargner toutes mes recherches et j’ai finalement fait les montages et choix suivants: raccords inox entre le ballon et le raccord diélectrique sur le circuit eau sanitaire, fer noir et le raccord diélectrique sur le circuit solaire.
J’espère que ce sera la bonne qualification. ????.
J’ai rajouté une cablette de cuivre 16mm2 pour la mise à la terre du ballon. Le fil en 1.5mm2 livré avec le ballon me semblait un peu trop juste (alimentation de la résistance).
Le choix du ballon: j’ai beaucoup
hésité entre un 200l et 300l finalement je suis partie sur un
300l pour l’autonomie avec 4 m2 de surface de captage à 60°
d’inclinaison. Afin de favoriser le captage hivernal et réduire
les surchauffes d’été.
J’ai conservé mon ancien ballon de 200l afin de le mettre en série avec mon ballon solaire en période hivernale et rajouté une vanne by pass pour l’isoler à la belle saison.
Pour info : 4 personnes au foyer exposition 10° SUD OUEST.
Le choix des LM tinox 1240 est seulement esthétique car plus discret vu ses dimensions réduites et la prise au vent. Inconvénient: plus de travail «supports et connexions en plus» avantage: très léger pour la mise en place.
Une protection supplémentaire du dessus du ballon est préconisée pour éviter de trop perdre des calories. L’idéal est de faire un habillage complet.
Je le ferai peut-être plus tard…
Prévoir une lire anti-thermosiphon 10X le diamètre (j’ai mis plus 400mm dans mon cas) avec en plus un clapet anti retour à battant montage vertical sur la sortie de l’échangeur afin d’éviter la déperdition par thermosiphon lorsque le circulateur est à l’arrêt. Le clapet à ressort est plus exposé au risque de surchauffe d’où sa tenue dans le temps limitée «Risque de blocage du ressort».
Le bas de la boucle n’est pas isolé afin de créer un bouchon d’eau froide pour arrêter l’effet de thermosiphon.
J’ai conservé mon ancien ballon de 200l afin de le mettre en série avec mon ballon solaire en période hivernale et rajouté une vanne by pass pour l’isoler à la belle saison.
Pour info : 4 personnes au foyer exposition 10° SUD OUEST.
Le choix des LM tinox 1240 est seulement esthétique car plus discret vu ses dimensions réduites et la prise au vent. Inconvénient: plus de travail «supports et connexions en plus» avantage: très léger pour la mise en place.
Une protection supplémentaire du dessus du ballon est préconisée pour éviter de trop perdre des calories. L’idéal est de faire un habillage complet.
Je le ferai peut-être plus tard…
Prévoir une lire anti-thermosiphon 10X le diamètre (j’ai mis plus 400mm dans mon cas) avec en plus un clapet anti retour à battant montage vertical sur la sortie de l’échangeur afin d’éviter la déperdition par thermosiphon lorsque le circulateur est à l’arrêt. Le clapet à ressort est plus exposé au risque de surchauffe d’où sa tenue dans le temps limitée «Risque de blocage du ressort».
Le bas de la boucle n’est pas isolé afin de créer un bouchon d’eau froide pour arrêter l’effet de thermosiphon.
Le soir à l’entrée de
l’échangeur mon indicateur à cadran indique 45°C et après le
clapet j’ai 20°C. J’ai pu remarquer que les thermomètres à cadran ne
sont pas bien précis mais pour ce cas là ils font bien leur travail
de vérification du delta de température.
J’ai placé volontairement le vase expansion au dessous du circulateur afin d’avoir plus de pression pour l’amorçage et la liaison entre la sortie froide de l’échangeur solaire. Le circulateur est d’un diamètre plus gros 16/18mm afin de faciliter aussi l’aspiration.
J’ai placé volontairement le vase expansion au dessous du circulateur afin d’avoir plus de pression pour l’amorçage et la liaison entre la sortie froide de l’échangeur solaire. Le circulateur est d’un diamètre plus gros 16/18mm afin de faciliter aussi l’aspiration.
Soigner le calorifugeage des
tuyauteries, utiliser de l’armaflex épaisseur 19mm avec une tenue aux
UV. Je déconseille vivement d’utiliser les isolants gris des magasins
grands publics, j’en ai fait le triste constat, ils partent en
poussière au bout de quelques temps si utilisés en extérieur.
Une armature complémentaire de l'isolation thermique, dans la zone du toit, est réalisée avec une gouttière PVC beige placée à l’envers qui protège contre les détériorations mécaniques et les UV. Et aussi pour l’esthétique extérieure du toit.
Une armature complémentaire de l'isolation thermique, dans la zone du toit, est réalisée avec une gouttière PVC beige placée à l’envers qui protège contre les détériorations mécaniques et les UV. Et aussi pour l’esthétique extérieure du toit.
Le câble de liaison des sondes est
réalisé avec du câble blindé 2x0.5mm2 pour 12 mètres, une section plus
faible donne des pertes ohmiques d’où une valeur erronée de la
température réelle au niveau des capteurs.
Deux fusibles de 0.5A rapide type L sont mis en série sur la ligne des sondes pour protéger les entrées du régulateur de la foudre.
Deux fusibles de 0.5A rapide type L sont mis en série sur la ligne des sondes pour protéger les entrées du régulateur de la foudre.
Attention: utiliser des sondes PT1000 haute température placées en sortie capteur et la sonde du ballon dans le bas du stockeur solaire.
J’ai rajouté de la graisse thermique dans les doigts de gant pour favoriser les échanges sonde/ fluide caloporteur.
J’ai réalisé le doigt de gant du capteur avec un tube de cuivre 6/8mm brasé sur un bouchon ¾ male.
Mise en service:
rincer le système pendant 10mm à l'eau claire. Ne pas effectuer le
rinçage sous un rayonnement solaire direct ni en cas de gel. Puis mise
en pression à 3 bars avec de l'eau, contrôler l'étanchéité de
l'installation: durée du test au mois une heure. Pour ce test isoler le
vase expansion par une vanne.
Vider et purger
Remplir le système avec du monopropylène glycol à l’aide d’une sulfateuse. En série il sera installé un clapet anti retour et une vanne d’isolement.
Vider et purger
Remplir le système avec du monopropylène glycol à l’aide d’une sulfateuse. En série il sera installé un clapet anti retour et une vanne d’isolement.
Régler la pression du vase expansion
à 0.9 bar avec l’aide d’une pompe à vélo muni d’un manomètre. Puis
monter la pression du circuit à 1.2 bars, penser à ouvrir la purge
haute durant le remplissage.
Soit pression du circuit =hauteur géométrique /10 +0.6
Et la pression du vase expansion= hauteur géométrique /10 +0.3
Pour mon cas 6 mètres de hauteur.
Le monopropylène glycol est utilisé principalement comme un liquide de refroidissement en chambre froide, l'énergie thermique solaire.
Contrairement à l'éthylène glycol, le monopropylène glycol est un liquide antigel non-toxique, et puis il y a une plus grande sécurité en cas de fuite de l’échangeur.
Un internaute m’a informé que le liquide de refroidissement automobile de couleur jaune était non nocif en cas d’ingestion. C’est écrit sur le bidon. Effectivement vendu en grande surface 9€ le bidon de 5 litres.
Attention le monopropylène glycol présente une forte aptitude au fluage, vérifier à nouveau l'étanchéité avec le glycol. Si il y a une fuite vider l'installation, récupérer le glycol dans un fût, la souffler à l'air pour garantir une vidange totale si besoin de refaire une soudure, puis réparer.
Effectuer la purge: mettre le circulateur en marche, les bulles d'air sont alors refoulées vers les points de purges installés. Arrêter le circulateur, ouvir et refermer toutes les purges. Un fonctionnement par intermittence du circulateur favorise la purge.
La purge doit être effectuée jusqu'a ce qu'aucune fluctuation de pression ne soit décelable au manomètre lors de la mise en marche et l'arrêt du circulateur.
En cas de chute durable de pression, rajouter du fluide caloporteur. La purge doit être recommencée après quelques jours de fonctionnement de l'installation à des températures de service élevées, car des inclusions d'air contenues dans le glycol sont seulement libérées à des températures élevées. Une fois la purge terminée penser à fermer la vanne d'isolation du purgeur solaire des capteurs.
Réglage du débit : pour 4 capteurs la plaque signalétique du capteur indique 60l/h débit nominal soit 240l/h pour les 4 capteurs. Mon débitmètre est gradué en L/mn.
Soit 240/60=4L/mn,j’ai donc réglé mon débit à cette valeur en jouant avec la vis de réglage du débitmètre.
Bémol : Après deux mois de fonctionnement la lecture du cadran est illisible certainement dû à l’oxydation du circuit .Cependant il m’a bien servi pour la mise en route, sans cela j’aurai eu du mal à maitriser le réglage. J’aurais dû utiliser un compteur d’eau chaude bien plus couteux que ce débit litre à 30euros, ou la vieille méthode du remplissage d’un sceau en chronométrant pour définir le débit.
Surchauffe:
Actuellement je n’ai rien prévu, j’espère avoir bien dimensionné mon installation.
Je pense faire si besoin une occultation automatique de deux panneaux ou le rajout d’une boucle de décharge.
Maintenance:
Nettoyer périodiquement les vitres des capteurs.
Vérifier l’anode du ballon tous les deux ans, en profiter pour sortir le dépôt de tartre dans le fond du ballon et prévoir avant de démonter la trappe de visite un joint neuf.
Remplacer le fluide antigel tous les 6 ans.
Pannes:
Pression du circuit en baisse: fuite circuit solaire, pas de rajout d’eau systématique car entartrage et diminution de la protection antigel.
Pression à la hausse: défaut du vase d’expansion, ou fuite du circuit solaire dans le circuit sanitaire interne au ballon.
Synoptique:(clic pour agrandir)
Soit pression du circuit =hauteur géométrique /10 +0.6
Et la pression du vase expansion= hauteur géométrique /10 +0.3
Pour mon cas 6 mètres de hauteur.
Le monopropylène glycol est utilisé principalement comme un liquide de refroidissement en chambre froide, l'énergie thermique solaire.
Contrairement à l'éthylène glycol, le monopropylène glycol est un liquide antigel non-toxique, et puis il y a une plus grande sécurité en cas de fuite de l’échangeur.
Un internaute m’a informé que le liquide de refroidissement automobile de couleur jaune était non nocif en cas d’ingestion. C’est écrit sur le bidon. Effectivement vendu en grande surface 9€ le bidon de 5 litres.
Attention le monopropylène glycol présente une forte aptitude au fluage, vérifier à nouveau l'étanchéité avec le glycol. Si il y a une fuite vider l'installation, récupérer le glycol dans un fût, la souffler à l'air pour garantir une vidange totale si besoin de refaire une soudure, puis réparer.
Effectuer la purge: mettre le circulateur en marche, les bulles d'air sont alors refoulées vers les points de purges installés. Arrêter le circulateur, ouvir et refermer toutes les purges. Un fonctionnement par intermittence du circulateur favorise la purge.
La purge doit être effectuée jusqu'a ce qu'aucune fluctuation de pression ne soit décelable au manomètre lors de la mise en marche et l'arrêt du circulateur.
En cas de chute durable de pression, rajouter du fluide caloporteur. La purge doit être recommencée après quelques jours de fonctionnement de l'installation à des températures de service élevées, car des inclusions d'air contenues dans le glycol sont seulement libérées à des températures élevées. Une fois la purge terminée penser à fermer la vanne d'isolation du purgeur solaire des capteurs.
Réglage du débit : pour 4 capteurs la plaque signalétique du capteur indique 60l/h débit nominal soit 240l/h pour les 4 capteurs. Mon débitmètre est gradué en L/mn.
Soit 240/60=4L/mn,j’ai donc réglé mon débit à cette valeur en jouant avec la vis de réglage du débitmètre.
Lecture en partie basse du noyau plongeur.
Bémol : Après deux mois de fonctionnement la lecture du cadran est illisible certainement dû à l’oxydation du circuit .Cependant il m’a bien servi pour la mise en route, sans cela j’aurai eu du mal à maitriser le réglage. J’aurais dû utiliser un compteur d’eau chaude bien plus couteux que ce débit litre à 30euros, ou la vieille méthode du remplissage d’un sceau en chronométrant pour définir le débit.
Surchauffe:
Actuellement je n’ai rien prévu, j’espère avoir bien dimensionné mon installation.
Je pense faire si besoin une occultation automatique de deux panneaux ou le rajout d’une boucle de décharge.
Maintenance:
Nettoyer périodiquement les vitres des capteurs.
Vérifier l’anode du ballon tous les deux ans, en profiter pour sortir le dépôt de tartre dans le fond du ballon et prévoir avant de démonter la trappe de visite un joint neuf.
Remplacer le fluide antigel tous les 6 ans.
Pannes:
Pression du circuit en baisse: fuite circuit solaire, pas de rajout d’eau systématique car entartrage et diminution de la protection antigel.
Pression à la hausse: défaut du vase d’expansion, ou fuite du circuit solaire dans le circuit sanitaire interne au ballon.
Synoptique:(clic pour agrandir)
Si c’était à refaire !
J’utiliserais moins de raccords à visser pour plus de raccords à souder «Risque de fuite important au niveau des filetages»
Quelques calculs:
Consommation du circulateur 0.12A/h soit pour un fonctionnement de 8 heures par jour: 0.96A/h/j.
0.96x230 = 220.80W/J
Pour une année 220.80 X 365 = 80592W soit 80.6 Kw
Prix 0.11€/kw = 80.6x0.11 = 8.90€ Le fonctionnement du circulateur revient 9€/an.
Avant mon installation ma consommation était de 1.40€/jour d’électricité soit 510€/an
Depuis le 16 avril mon eau chaude est gratuite, j’espère amortir mon installation sur 6 ans.
Suivant les simulations et recherches je devrais être autonome de avril à fin octobre reste à savoir le gain sur la période d’hivernale.
De ce fait si cela est rentable, ma future installation sera le chauffage de la maison avec 12m2 de capteurs et une cuve à eau morte. Si le projet voit le jour je vous ferai part à nouveau de mon expérience.
En attendant bonne réalisation à tous.
Régis.
J’utiliserais moins de raccords à visser pour plus de raccords à souder «Risque de fuite important au niveau des filetages»
Quelques calculs:
Consommation du circulateur 0.12A/h soit pour un fonctionnement de 8 heures par jour: 0.96A/h/j.
0.96x230 = 220.80W/J
Pour une année 220.80 X 365 = 80592W soit 80.6 Kw
Prix 0.11€/kw = 80.6x0.11 = 8.90€ Le fonctionnement du circulateur revient 9€/an.
Avant mon installation ma consommation était de 1.40€/jour d’électricité soit 510€/an
Depuis le 16 avril mon eau chaude est gratuite, j’espère amortir mon installation sur 6 ans.
Suivant les simulations et recherches je devrais être autonome de avril à fin octobre reste à savoir le gain sur la période d’hivernale.
De ce fait si cela est rentable, ma future installation sera le chauffage de la maison avec 12m2 de capteurs et une cuve à eau morte. Si le projet voit le jour je vous ferai part à nouveau de mon expérience.
En attendant bonne réalisation à tous.
Régis.
Galerie photos:
Retour sommaire partie pratique