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D'avance merci. Service technique Sebasol Vaud.
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| Date : 30.12.2003 De : Service technique Sebasol Vaud |
raccord en série double échangeur | Bonjour,
Si c'est pour l'échange en tant que tel, il n'y a guère d'avantage. De manière générale, la surface d'échange de l'échangeur du bas suffit. Il faut compter une surface d'échange minimale de 0.1m2 par m2 d'absorbeur pour avoir un échange correct et si on a 0.15 ou 0.2 m2 par m2 on est confortable. Comme par exemple un 300L colonne a deux échangeur a typiquement des surfaces d'échange de 1 à 1.5m2 en bas, c'est bien suffisant.
La mise en série de l'échangeur du haut avec celui du bas est en général faite pour un autre objectif : une meilleure stratification du chauffe-eau.
La longueur totale de l'échangeur augmentant lorsqu'on met les deux en série, il en est de même des pertes de charge et de ce fait, le débit diminue à même puissance de circulateur. Le champ solaire travaille donc d'avantage en bas débit (low-flow), ce qui veut dire que le delta_T du champ est plus élevé, ou encore que la température de sortie du champ est plus élevée. C'est cette température plus élevée qui va se retrouver en entrée d'échangeur, avec pour effet de "charger" d'avantage le haut du chauffe-eau en température. A cela s'ajoute le fait que l'essentiel de l'échange sera fait dans l'échangeur du haut (souvent de 0.8 à 1.0 m2 pour un 300L colonne), ce qui aide aussi à la charge en température du haut.
Tout cela se fait au détriment d'un rendement de charge plus faible. Le champ étant à une température moyenne plus élevée, il a plus de pertes, et le débit étant plus faible, sa contribution à la puissance d'échange est aussi plus faible.
Mais en contrepartie une plus grande stratification du chauffe-eau a pour conséquence que le haut du chauffe-eau atteint plus vite une plus haute température soit, du point de vue de l'usager, une qualité de température plus élevée. Pour dire plus simple, au lieu de mettre plus d'énergie dans tout le chauffe-eau pour finalement obtenir une grande quantité d'eau tiède, on met un peu moins d'énergie dans le volume plus restreint en haut pour obtenir une plus petite quantité d'eau chaude. Ce que l'appoint électrique "voit" par conséquent, s'il est placé assez haut, c'est de l'eau plus chaude. Il sera donc plus enclin à moins fonctionner. Il aura été "neutralisé" plus tôt, si vous voulez.
Il faut cependant qu'il soit placé assez haut. Placé trop bas, cela n'aura plus guère d'influence, car si plus haut il y aura un "bouchon" d'eau plus chaude, lui se trouvera dans une zone d'eau plus tiède et démarrera quand même en cas de tirage.
Enfin, dans le cas d'un tel pontage en série, le bon fonctionnement du système dépend effectivement du placement correct de la hauteur de la sonde sur le chauffe-eau. La règle de base est que pour avoir un échange correctement régulé, la sonde doit être placée à mi-hauteur entre l'entrée et la sortie de l'échangeur. Cela ne pose aucun problème dans le cas d'un seul échangeur. Par contre, si on ponte deux échangeurs de surface et de hauteur différente en série, cela devient plus compliqué de savoir où placer la sonde. Un mauvais placement fera fonctionner l'installation en décharge au lieu d'en charge si la radiation extérieure est faible ou variable. L'emplacement habituel à mi-hauteur de l'entrée-sortie de l'échangeur du bas n'est en effet plus approprié, mais il ne faut pas monter trop haut. Un emplacement assez bon est autour du niveau de l'entrée de l'échangeur du bas. A partir de là, il faut tâtonner un peu pour trouver la hauteur la plus satisfaisante, en gardant néanmoins à l'esprit qu'un tel système de stratification "passif" ou les deux échangeurs sont en permanence en série, ne sera jamais aussi bon qu'une stratification "active", où via une vanne 3-voies on entre soit dans l'échangeur du haut (et on parcours les 2 en série), soit seulement dans celui du bas (avec en prime un débit plus élevée, et donc une puissance de charge haut-débit plus efficace).
Tout ce raisonnement sur la stratification est toujours juste, mais il n'a un sens pratique que pour l'hiver et surtout, l'entre-saison. En été, le chauffe-eau est de toute façon à coin et de telles subtilités n'ont aucune importance.
Il faut aussi se méfier de l'acharnement thérapeutique dans ce domaine. En Suisse du moins, un certain perfectionnisme a donné naissance à des systèmes à multi-niveaux de stratification (par multi, j'entends plus de deux). Et ceci dans le but louable en théorie d'obtenir la "stratification absolue" du chauffe-eau. En d'autres termes, un système qui fait en sorte que l'échange se fasse toujours au niveau optimal de température. Si c'est fort beau du point de vue technique, le résultat est douteux en terme de prix de revient du kWh, car de tels systèmes renchérissent le coût des installations pour un gain en kWh finalement de l'ordre des peanuts. Sans compter évidemment les risques de panne qui augmentent parce que le système est plus complexe (vannes, sondes, régulations etc.). Les constructeurs en sont bien revenus depuis. La stratification est toujours utilisée, mais elle se restreint de plus en plus au type "2 niveaux, et basta".
Enfin à nouveau, du point de vue de la complication et des coûts, cela ne vaut guère la peine de faire de la stratification "active" sur des petits systèmes ECS. La stratification "active" est en général réservées a des installations solaires ECS&appoint au chauffage avec par exemple un accumulateur combiné (en France, ce qui s'en rapproche le plus ce sont les systèmes à bascule, mais ce n'est pas si polyvalent), où la surface plus grande du champ permet de tirer le maximum de la stratification pour "booster" le haut de l'accumulateur combiné et ainsi neutraliser l'appoint électrique qui sert habituellement à chauffer le haut de cet accumulateur pour l'ECS justement.
Dans cette optique, une stratification "passive" reste bon marché et envisageable si vous n'utilisez pas l'échangeur du haut. Exemples sur le site : installation Liotard, PSJ Viège, Gisin.
Avec nos salutations ensoleillées
Le Nain dans les tuyaux
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