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Terradillos (1624 Grattavache) 21m2 ECS & appoint chauffage, rénovation

Une installation en ECS&appoint chauffage pour l'instant classique, reconnexion de la PaC air qui fonctionne pour l'instant de manière innefficace, appoint par pierre ollaire en entre saison. A la clef des économies massives d'électricité à faire pleurer un concessionnaire de réseau qui vit d'en vendre.


Galerie

Première étape de la fabrication des absorbeurs, au centre régional Sebasol: cintrage des tubes de cuivres DN12 à l'aide de la table prévue à cet effet.
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La «section cuivres» va faire son entrée ;-)

Environ 12.5 m de serpentin en DN12 par absorbeur.
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Positionnement des 4 feuilles de cuivre dont un côté (caché ici) est recouvert de la couche sélective qui permet l'absorption de l'énergie du soleil.
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Marquage sur les feuilles des emplacements où seront brasés les tubes de cuivre.
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Ponçage des surfaces de contact pour garantir un brasage optimal.
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Positionnement du serpentin en cuivre sur les marques.
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Blocage des tubes sous la presse afin de garantir une bonne adhérence et un positionnement précis.
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Ajout de décapant sur les surfaces de contact pour garantir un brasage parfait.
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Brasage des tubes du serpentin sur toute leur longueur.

Sur le haut du tube on aperçoit le doigt de gant destiné à recevoir la sonde de température T1.
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Le tube est entièrement brasé aux feuilles de cuivre, même les extrémités cintrées.
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Brasage du doigt de gant destiné à recevoir la sonde de température T1.

C'est cette sonde qui aura la tâche primordiale d'informer la régulation de la température du champ de capteurs.
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Une fois la presse ôtée, nous voici avec un premier absorbeur terminé!

Grâce au brasage, il a acquis rigidité et solidité.
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Le dessus de l'absorbeur, c'est cette face qui sera exposée au soleil, avec sa couche sélective noire.
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Nettoyage des brasures afin d'enlever les restes de décapant qui risqueraient de dégrader la couche sélective.
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Voici la chaufferie avant l'installation du Jenni.

Installation «dinosauresque» d'après le jugement de notre cher responsable technique (et il a raison) avec sa pompe à chaleur (PaC) air-eau de 15kW installée en 1984, en même temps que la maison.

Cette installation aujourd'hui vétuste mais à l'époque avant-gardiste, nous a fait bénéficier de conséquents avantages: une maison bien isolée dès le départ et un chauffage au sol à basse température.

Cependant, vu son âge avancé, la PaC est incapable de produire de l'ECS (eau chaude sanitaire) et n'est pas (plus?) très efficace (COP de 1.5 environ par 0 degrés extérieurs). De plus, par temps très froid elle était «secondée» par 9kW de chauffage électrique direct via un corps de chauffe (vive l'effet Joule...).

Avant l'auto-construction Sebasol, la consommation électrique de notre ménage atteignait, tout compris, 9000kWh par an. Après une année de recul, sans optimisations (cf. auto-construction avancée, plus bas), nous sommes déjà descendus à 5000kWh.
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En raison de la place que prendra le nouvel accumulateur Jenni (2600L au lieu de 600L), le responsable technique de Sebasol nous a suggéré de tourner la PAC de 90° afin de libérer de l'espace latéralement. Cela à donc nécessité un démontage partiel.

Nous ne savions pas que des Mummenschanz se cachaient dans notre cave ;-)
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Comme le socle en ciment était rectangulaire, il a dû être agrandi pour soutenir la PaC dans sa nouvelle orientation.

Nous avons constaté à nouveau une bonne qualité de construction: en effet, le socle actuel n'était pas simplement coulé sur la chape, mais posé directement sur le radier. Il «plongeait» donc de 8 cm sous la chape et a été posé sur du liège expansé pour amortir les vibrations de la PaC et éviter au maximum leur transmission à tout le sous-sol.
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Pour respecter la construction originale, nous avons donc mis du liège au fond et coulé l'extension du socle directement dessus.
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Voici l'extension du socle terminée.
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Préparation de la chape pour agrandir le socle qui sera destiné à accueillir le Jenni.

Le stock actuel de 600L paraît vraiment rikiki. En fait, il l'était ;-)
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Voici le nouveau socle après 'démoulage'.
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La PaC est désormais dans sa nouvelle orientation.

Heureusement, les tuyaux flexibles destinés à amener et rejeter l'air extérieur étaient assez longs pour pouvoir être positionnés dans la nouvelle configuration.
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Notre ferblantier a gentiment accepté de faire poser les échafaudages bien avant son intervention et ceci pour un prix défiant toute concurrence pour 6 semaines d'installation.

Derrière l'échafaudage on peut voir une grande baie vitrée apportant beaucoup de chaleur passive en hiver. Sa pose a fait partie des premiers travaux 'sérieux' entrepris dans notre maison 7 ans après son acquisition, en remplacement d'un balcon intérieur inutile qui était un énorme pont de froid et empêchait la chaleur du soleil d'entrer.

Quelques années auparavant, nous avions aussi remplacé par un poêl e ollaire de 1 tonne une jolie cheminée ouverte en pierres apparentes qui ne faisait rien d'autre que refroidir notre maison l'hiver.
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Après avoir détuilé la partie du toit destinée à recevoir le champ solaire (environ 1/3 du pan), nous avons préparé les contre-lattes.

On peut voir en bas que le ferblantier a déjà fixé une première plaque de cuivre sur laquelle viendra se poser le champ, ceci pour garantir une bonne étanchéité.

Vidéo en TimeLapse montrant la construction du champ solaire
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Fixation des panneaux d'OSB après les avoir hissés sur le toit le long des échafaudages à l'aide de poulies et de cordes (ça vaut la peine de se souvenir d'Archimède dans de tels moments).
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Après avoir coupé et fixé les carrelets selon les plans de Sebasol, application d'une couche de 'peinture' noire pour l'esthétique ;-).

Attention: sans solvants pour éviter des dégradations ultérieures sur les absorbeurs et les verres.
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Des entailles sur les bords et au centre ont été réalisées pour la fixation ultérieure des profilés aluminium dédiés à recevoir les verres.

Pendant qu'on y est, on en profitera pour refaire une jeunesses à la cheminée délavée par les années...
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Voici une des 2 pièces maîtresse de la distribution interne.

C'est un empilement de pièces de cuivre en T dont le but est d'envoyer (ou récolter) le liquide caloporteur à destination (ou en provenance) des 7 séries de 2 absorbeurs.
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Voici la même pièce, fixée à son emplacement définitif au haut du champ solaire.

Celle-ci sera destinée à la récolte de l'eau chaude provenant des 7 séries de 2 absorbeurs.

Elle constitue le départ de ce qu'on appelle la 'ligne chaude'. La même pièce sera installée au bas du champ solaire.
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Voici la pièce similaire au bas du champ. Il s'agit ici de l'arrivée de la 'ligne froide'.

Les numéros correspondent aux numéros des absorbeurs comme désignés sur le SHCC (Schéma Hydraulique du Champ de Capteurs) réalisé sous supervision de l'équipe technique de Sebasol.
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Chaque carrelet est percé pour permettre la passage des différentes lignes de la distribution interne.
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Schéma à même l'OSB pour être sûr de ne rien oublier et de bien respecter le SHCC.
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Idem
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Après avoir posé sur l'OSB une isolation en laine de pierre de 60 mm (plaques vertes en h aut du champ), la pose des absorbeurs peut débuter.

On commence aussi à distinguer les premiers tubes de la distribution interne, au centre.
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Une purge doit être disposée au point le plus haut de la ligne chaude (qui en l'occurrence ici est aussi le point le plus haut du champ).

Celle-ci est connectée à la ligne chaude par un tube de quelques dizaines de centimètres. Elle permettra aux bulles d'airs qui inévitablement resteront prisonnières dans le circuit de s'accumuler à cet endroit, de remonter jusqu'à la purge, en dehors du champ, à un endroit qui devra rester accessible (sous une tuile de faîte).

Lors de la mise en service de l'installation, l'air pourra ainsi être purgé pour garantir fonctionnement optimal.

Comme on peut le voir ici, la ligne de cuivre 'baigne' dans l'isolation. Le serpentin des absorbeurs viendra ensuite se poser directement sur celle-ci.
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Un détail de la connexion du dernier absorbeur du champ (celui qui est tout en haut) à la pièce de récolte de la ligne chaude.

On distingue aussi une gaine en caoutchouc rouge. C'est la gaine contenant les câbles électriques de la sonde de température T1, logée dans son doigt de gant (cf. brasage des abs orbeurs ci-dessus). Elle est en caoutchouc car elle doit pouvoir supporter les très hautes températures qui règneront à cet endroit.
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Voici la parallélisation interne.

Ce sont l'ensemble des tubes qui vont permettre d'amener et récolter le LCP (liquide caloporteur) entre les séries d'absorbeurs et les lignes froides et chaudes. Ces tubes de cuivre ont en principe le même diamètre que ceux des absorbeurs.

Certaines tubes font des 'virages' appelés 'omégas' qui permettent d'amortir la dilatation des lignes sur les longues distances, évitant ainsi d'endommager des brasures lorsqu'il fera chaud (et il le fera...).

Au centre on voit le profil en aluminium qui sera destiné à accueillir les verres.
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On voit ici la ligne chaude provenant du haut du champ et la ligne froide allant vers le bas.

Elles se rejoignent en un point du champ solaire qui est l'endroit où elles 'plonger', traverser la sous-toiture et entrer dans la maison par les combles.

Comme pour la ligne chaude, la ligne froide doit aussi avoir une purge à son point le plus haut (cf. ci-dessus). On la voit ici sortir de la ligne froide juste après le coude et sort ir du champ solaire (trou carré en haut) afin de toujours rester accessible.
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Détail de la 'plongée' des lignes chaudes et froides dans la sous-toitures.

Elles sont isolées à cet endroit à l'aide d'Inoflex, matériel résistant à l'humidité (mais pas aux UV, ce qui n'est pas un problème à cet endroit).
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Détail des entrées/sorties des l ignes.

Un câble gris plonge avec la ligne chaude et restera solidaire avec elle jusqu'à la chaufferie. Il s'agit du câble de la sonde de température T1.

Bien que ce câble soit à l'intérieur du champ à cet endroit, il est sous l'isolation et ne craindra donc pas les hautes températures.
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Presque tous les absorbeurs sont posés et connectés. Une entrave a été faite ici aux recommandations de Sebasol. En effet, les absorbeurs auraient dû rester emballés dans leur papier de protection jusqu'à la pose de verres. Cependant, nous avons décidé de les ôter en raison d'un début d'incendie lors d'un brasage...
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Entrée/sortie des lignes (et de la purge froide) après isolation, toujours 'baignées' dans celle-ci.
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Une partie délicate du montage est le brassage des manchons permettant la connexion des absorbeurs entre eux ainsi qu'avec les tubes de distribution interne menant aux lignes froides et chaudes.

Avant le brasage, on ponce les surfaces et on ajoute de la pâte à braser décapante.
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Après brasage et nettoyage du manchon.
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Un moment culminant de la construction du champ de capteurs est la pose des verres, qui sont montés un par un sur le toit à l'aide de ventouses.
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Les verres sont superposés comme des tuiles le long des profils d'aluminium et retenus pa r des crochets.
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Détail sur le bas du champ où les profils dépassent encore. Ils seront ensuite coupés et recouverts d'une gomme noire d'étanchéité.
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Après la pose du champ solaire vient le moment de l'intervention du ferblantier.

C'est la seule opération qui ne peut pas être réalisée par l'auto-constructeur car c'est une opération très délicate qui demande une grande expertise.

Notre ferblantier a vraiment bien bossé et a réalisé un très bel ouvrage.
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Voi ci le champ terminé, avec les tuiles latérales reposées.

La cheminée a même eu droit à son rafraîchissement ;-)

Les lignes chaudes et froides entrant directement dans la maison par la sous-toiture, on ne les aperçoit pas depuis l'extérieur.

Le seul élément visible (mais pas sur cette photo) est la purge froide qui dépasse sous l'avant-toit, à droite, à environ 1m de hauteur par rapport à la terrasse.
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Voici les deux lignes qui, après avoir plongé dans la sous-toiture, arrivent dans les combles, le long du mur de la façade.

On voit sur cette photo aussi le câble de la sonde T1, qui suit la ligne chaude jusqu'à la chaufferie.

Dans la sous-toiture, ces 2 lignes sont isolées par de l'Isoflex.
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Premier test d'étanchéité à l'air du champ de capteurs.

Ce test provoque un certain suspens, car si le champ n'est pas étanche c'est qu'il faudra rechercher la fuite, potentiellement présente sur n'importe laquelle des cinquante brasures réalisées sur le champ de capteurs. Il est bien évidemment mieux de faire ce test avant de poser les verres ;-) Si après 24h le nombre de bars n'a pas baissé, c'est bon signe!

Dans notre cas, l'aiguille a presque fait le tour le lendemain (il y avait du soleil) et le soir suivant, comme on le voit ici, les 10 bars étaient toujours là. Ouf!
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À l'intérieur de la maison, les lignes sont isol ées avec des coques de laine de pierre, entourées d'aluminium.
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Les lignes plongent dans le plancher, dans l'isolation interne de la maison.
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Pour aboutir à l'étage inférieur (on les voit pointer le bout de leur nez en haut à droite de la photo).

Généralement les lignes passent à l'extérieur du bâtiment car cela simplifie les choses.

Dans notre cas, nous en avons profité pour refaire l'isolation de notre salon qui méritait bien une amélioration après 40 ans.
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Après le salon, il restait encore une chape et une dalle en briques à traverser... Grâce au matériel de perçage prêté par le centre régional, cela ne devait pas poser trop de problèmes.

Ce perçage à provoqué un grand moment de solitude et une question à 5 francs: que faut-il faire lorsqu'on se rend compte qu'un tuyau d'électricité traverse pile à l'endroit où on s'est mis à percer? S'arrêter bien sûr! Surtout que dans ce cas précis, il s'agissait de l'arrivée triphasée de la pompe à chaleur.

On s'arrête donc et on recommence 15cm plus à droite en espérant mieux tomber et en se disant que les lois de Murphy, c'est pour les autres. Sauf que...
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Il aura fallu réaliser 2 perçages supplémentaires, 40 cm plus loin.

Les lignes froides et chaudes aboutissent désormais au sous-sol, dans la chaufferie où sera installé l'accumulateur.
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Passage des lignes dans le salon.
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Les mêmes lignes, après isolation par les coques de laine de pierre.
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Dernier souvenir de l'ancien stock, déshabillé de sa robe orange et encore temporairement branché à la PaC en attendant l'arrivée du nouvel accumulateur qui sera soudé sur place par le technicien de Jenni.
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Voici la raison d'être de cette auto-construction Sebasol: se passer au maximum de l'utilisation de ces 9kW de puissance électrique en appoint de la PaC pour le chauffage de notre maison.

Ces 2 corps de chauffe vont tout de même être récupérés et branchés sur le Jenni, celui de 3kW pour l'appoint ECS et celui de 6kW pour l'appoint chauffage.
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La chaufferie est libérée de l'ancien stock pour permettre l'installation du nouvel accumulateur de 2600L par Jenni.
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7h30, un jour de fin octobre, le technicien spécialisé de Jenni vient d'arriver avec sa camionnette remplie de matériel.
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L'accumulateur sera constitué de 3 cylindres de 70cm et 1.3m de diamètre.

On voit l'un des 2 échangeurs (celui du haut) de 24m de long.

Au fond le champignon en Inox qui plongera au bain marie dans le volume total d'eau pour générer l'ECS (eau chaude sanitaire).
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Le haut de l'accumulateur.

On voit devant, en bas, les 2 orifices dans lesquels viendront se loger les sorties du champignon en Inox.
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La partie centrale est posée sur le haut.
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Après avoir mis une couronne de cintrage pour solidariser les deux parties, elles sont couchées sur un chariot spécial, made in Jenni utilisée pour faciliter le soudage.

À l'intérieur on voit très bien les tôles briseuses de jet (sortes de boîtes r ectangulaires) qui garantissent que lorsque de l'eau rentre dans un piquage du Jenni, elle ne génère pas de turbulences qui risqueraient de casser les strates de températures.
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Le technicien en train de débuter le soudage de l'échangeur supérieur.
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Le technicien à l'oeuvre, en position... confortable?
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Le technicien est en train de souder l'entrée d'eau froide pour l'ECS.
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Le soudage des différents éléments a été réalisé:
- le champignon en Inox à l'intérieur de l'accumulateur.
- les piquages (gros tuyaux obliques de tous côtés)
- les doigts de gant pour les sondes de températures (tuyaux plus fins sur le haut)
- les entrées/sorties des échangeurs (tuyaux plus épais à côté des doigts de gant)
- les pas de vis pour les inserts électriques (tout à droite)
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Moment délicat: le rippage du haut de l'accumulateur sur sa base.
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L'accumulateur pesant environ 500Kg l'aide d'une 'grue' est la bienvenue.

Pour l'instant, les 3 parties ne sont pas encore totalement soudées entre elles. Le technicien a seulement réalisé des points de soudures après avoir alignés les éléments, à travers le collier percé d'ouvertures.

La soudure finale ne se fait qu'une fois le collier ôté.
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Après avoir soudé les 3 parties, le technicien a rempli l'accumulateur d'eau et a débuté un test de pression à 10 bars pour s'assurer que toutes les soudures sont de qualité suffisante.

À cet effet, tous les piquages ont été fermés par des vannes.

En parallèle de ce travail, l'application d'une couche antirouille donnant son beau rouge à l'accumulateur peut être débutée sur les zones déjà vérifiées.
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Il est 19h, ce fut une longue journée!

Le Jenni trône sur son socle et n'attend plus qu'à être équipé.

Sur la gauche, se trouvent les départs/retours chauffage qui ont été reculés d'un mètre pour s'adapter à la nouvelle taille de l'accumulateur.
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L'accumulateur va maintenant pouvoir être habillé de ses 20cm d'isolation en laine de verre.

Les différents piquages ont été équipés de coudes qui serviront à réaliser les thermosiphons indispensables pour limiter les pertes.

Au plafond, on voit les 2 lignes isolées du champ solaire qui attendent leur connexion au groupe hydraulique.
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L'isolation est terminée et l'accumulateur positionné à son emplacement définitif.

Sur la droite on voit les départs et arrivées de chauffage en attente de connexion.
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Première étape de l'équipement avec l'installation des 3 thermomètres, du film plastique opaque permettant une bonne tenue de l'isolation ainsi que de la ligne menant au vase d'expansion avec son manomètre.

En haut à droite on devine le groupe de sécurité du Jenni pour évacuer les éventuelles surpressions vers les égouts.
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Ça y est, les lignes chaudes et froides sont enfin connectées au groupe hydraulique du circuit solaire.

En haut à gauche, au plafond, on voit le mitigeur ECS duquel partira l'eau chaude à destination de la maison. Il sera connect é avec le tuyau coudé en attente en dessous du thermomètre.
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Tout à gauche, les piquages départ/retour chauffage.

Ils sont branchés pour l'instant directement au Jenni, sans passer par une vanne mélangeuse de températures. Ceci est énergétiquement inefficient car de l'eau trop chaude sera potentiellement envoyée dans le circuit de chauffage. Cela peut même être dangereux pour le chauffage au sol car il y a un risque d'éclatement des chapes à cause de la dilatation due à une trop haute température.

Ce point sera amélioré plus tard dans le cadre d'une auto-construction avancée.
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Le jour de la mise en service arrive enfin, 2 mois environ après l'installation du champ solaire sur le toit.

Le liquide rosâtre dans le seau n'est pas du sir op mais le liquide caloporteur qui circulera entre les capteurs et les échangeurs. Il s'agit simplement d'eau avec 40% environ de glycol garantissant que le liquide ne gèlera pas durant les grands froids.
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Voici le groupe hydraulique solaire avec les lignes froides (en bleu) et chaude (en rouge) provenant du toit.

Sur la droite se trouve le groupe de sécurité qui permet, grâce à une soupape de sécurité (capuchon orange) d'évacuer les éventuelles surpressions.

En dessous de la soupape se trouve le manomètre du circuit solaire qui permet de contrôler le bon fonctionnement.

Plus bas encore, on voit le corps du circulateur.
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Grâce au bon conseil de l'apprenti Sebasol qui est venu aider pour l'isolation du Jenni, les 2 vases d'expansion ont été placés sur des étagères contre le plafond. Ils ne monopolisent ainsi aucune place au sol:
- à droite c'est celui du circuit solaire
- à gauche c'est celui du Jenni
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Comme le faux-plafond du sol-sol a dû être ouvert pour permettre la passage des tuyaux destinés à l'ECS (arrivée d'eau froide et retour d'eau chaude), nous en avon s profité pour isoler les tuyaux du chauffage qui ne l'étaient pas.
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Équipement du Jenni entièrement terminé avec, de gauche à droite:
- le piquage chauffage suivi du circuit solaire avec les 4 entrées-sorties vers les 2 échangeurs et la vanne 3-voies avec son moteur.
- le circuit ECS de part et d'autre des thermomètres et de la régulation Sora gérant le circuit solaire.
- les piquages départ/retour de la pompe à chaleur
- le circuit électrique triphasé menant aux inserts électriques de 6kW en bas pour l'appoint chauffage et 3kW en haut pour le secours ECS.
- au plafond, les 2 tuyaux de cuivre menant vers les vases d'expansion.
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Le champ solaire terminé, l'intégration toiture amène une belle esthétique!
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