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Energie solaire thermique: capteurs CESI, chauffage, ECS, fours et cuiseurs solaires COP d'un système solaire thermique à vidange de 20 ans d'âge


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C moa
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 10:15     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Merci Christophe pour ces infos, c'est très intéressant.

Quelques questions d'un néophyte sur le sujet :
- Comment "communique" ton système solaire avec ton réseau chauffage ?? As-tu des échangeurs ou est-ce que l'eau de ton tampon est directement aspirée chaude à l'entrée de ta chaudière à bois puis restituée à ton tampon ??
- On voit que tu as une grosse production l'été, qu'elle sera restituée à l'automne à l'aide de votre tampon et qu'à partir du printemps tu peux de nouveaux produire de la chaleur. Quid de l'hiver ?? Coupes tu le système ?? As-tu fait des mesures durant l'hiver pour voir si tu parviens toujours à produire de l'énergie ??
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Christophe
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 10:32     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
a) Y a des gros échangeurs, tu les vois ici: http://www.econologie.com/forums/energie-solair...mique-vt4517.html



Cette photo a été prise quelques jours après qu'on ait emménagé.

L'eau que tu vois c'est l'eau qui passe dans la pompe et les panneaux directement. Le niveau était bas quand on a emménagé pour une raison inconnue ca faisait probablement 10 ans que ca avait pas été utilisé...On a du remettre 13 m3...

Je présume vu la taille (3 m de long au moins, 1 m de haut et 30 à 40 cm de profondeur) que ce sont des échangeurs de batteries aérothermiques industrielle (clim ou chauffage) de récupe...

Question "gestion" voici un aperçu (photo prise le même jour):


Ca a pas mal évolué depuis!

Le circulateur rouge (vers les planchers chauffants) qu'on voit était complètement HS...je ne sais pas de quand il datait mais ca faisait 1 moment qu'il avait pas servi...

b) Pkoi le couper l'hiver? Bien au contraire c'est là où, en cas de soleil, il est le plus efficace!

En février 2008, on a eu 3 semaines de beau temps (froid mais clair): hé bien, on a du allumer le poele et la chaudière à bois que 3 ou 4 jours dans le mois...c'est à dire un des mois les plus froids de l'année (on est de plus à 400m d'altitude)

Cette année on a arrêté de faire tourner la chaudière bois fin mars je crois (lorsque le tampon avait dépassé les 35°C, minimum recquis pour la douche). Bref, depuis on est "indépendant" vis à vis d'un combustible. Ce qu'on dépense c'est des kWh pour la pompe solaire...c'est pour ca qu'on pense mettre du PV bientôt!

Plus d'infos sur la partie "capteurs": http://www.econologie.com/forums/photos-maison-...sance-vt5283.html
Plus d'infos sur la partie "tampon":
http://www.econologie.com/forums/energie-solair...mique-vt4517.html

ps: oui le constructeur de cette maison (architecte de profession) était un vrai précurseur! Le permis date de 1981...franchement on devrait en voir plus! Car le surcoût n'est pas si élevé que cela...surtout quand on voit les prix de l'immobilier actuellement! Mais si tout le monde avait une maison comme cela, les pétroliers ne vendraient plus de mazout...
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C moa
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 10:59     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Ok, en fait ce que je voulais savoir c'est :
- Sur une période de septembre et Avril, combien de temps utilisez-vous le chauffage solaire ??

- Y'a t-il un risque de gel dans le système ?? Je ne connais pas les T° que vous avez l'hiver mais je pense que vous devez être régulièrement en dessous de 0°C.

- Tu dis qu'il faut au moins 35°C dans le tampon pour se passer de la chaudière, quelle est la T° la plus basse que tu mesures dans ton tampon l'hiver ??

Une question subsidiaire, la chaudière à bois était aussi d'origine ??
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 11:32     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
C moa a écrit:
Ok, en fait ce que je voulais savoir c'est :
- Sur une période de septembre et Avril, combien de temps utilisez-vous le chauffage solaire ??


Ben tout le temps! Ca se mesure pas en heure mais en % sur l'année...

On a brulé 5 stères le 1er hiver (2008) et 8 le 2ième (2009) soit entre 500 et 1000L équivalent mazout compte tenu des rendements bois (faibles).

J'estime, à la louche, la production solaire à 3000L équivalent (hors pertes thermiques dans le tampon)

Tu as donc la réponse: 25 / 75%, disons 1/3-2/3 en comptant les pertes...

C moa a écrit:
- Y'a t-il un risque de gel dans le système ?? Je ne connais pas les T° que vous avez l'hiver mais je pense que vous devez être régulièrement en dessous de 0°C.


Oui assez en dessous de 0°C...Il a fait -20°C cet hiver durant 2 ou 3 nuits...rude il fût l'hiver 2009.

C'est noté dans les liens: c'est un systeme à vidange, donc non, 0 risque. Y a un topic en cours sur les spécificités des systemes solaires à vidange justement...

C moa a écrit:
- Tu dis qu'il faut au moins 35°C dans le tampon pour se passer de la chaudière, quelle est la T° la plus basse que tu mesures dans ton tampon l'hiver ??


35°C c'est pour l'ECS, pour le chauffage on continue de les utiliser le tampon jusqu'au bout!

Le plus bas? 22 ou 23°C je crois...juste de quoi "maintenir" la chaleur dans les planchers chauffants quoi...

Quand on a eménagé c'était stabilisé à 13°C !

C moa a écrit:
Une question subsidiaire, la chaudière à bois était aussi d'origine ??


Non mais y avait une chaudière mazout en complément (elle est toujours là mais coupée, on la garde encore pour le moment en cas de probleme ou d'urgence).

Le bois, je l'ai installé rapidement avant le 1er hiver, c'est à dire fin 2007 mais c'est plus un poele chaudière (il fait 13kW en pointe) qu'une vraie chaudière, y a tout ici : http://www.econologie.com/forums/chaudiere-bois...t-pcs-vt4589.html



On a aussi un poele à bois de 12 kW dans le salon.
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 13:41     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Avec ton chauffe eau solaire, tu consommes l'équivalent de 3000 l de fioul ou tu produis cet équivalent ??

4000 l de fioul, ça me parait énorme (à titre de comparaison, je consomme 550 kg de GPL pour chauffage, ECS et plaque de cuisson + 2 stères de bois pour le poêle à bois). Me tromperais-je ??

Citation:
Le plus bas? 22 ou 23°C je crois...juste de quoi "maintenir" la chaleur dans les planchers chauffants quoi...

C'est pas mal pour une T° basse en plein hiver, rigoureux qui plus ait.

Que penses-tu de l'idée d'avoir une PAC eau/eau qui puiserait son énergie dans ce tampon ?? Cela permettrait soit de relever un peu la T° dans ton plancher soit de concentrer l'énergie dans un tampon plus petit en y augmentant la T°.

C'est pas possible chez vous bien sur puisque tout est déjà en place mais imaginons une construction dans laquelle il y aurait le même volume de tampon sauf que l'on pourrait le diviser en deux.

Lorsque tu as l'ensoleillement nécessaire, tu tamponnes sur les 70 m3 et lorsque tu passes en position "hiver", tu fonctionnerais de la manière suivante :
- Avec le tampon 1, tu envoie l'eau dans les 65 m² de panneaux mais tu limites les pertes puisque tu fais circuler plus rapidement l'eau. En quelque sorte, tu concentres l'énergie solaire sur un plus petit volume donc tu devrais gagner quelques °C.
- Avec le tampon 2, tu chauffes ton plancher chauffant.
- Entre les deux, la petite PAC permettrait à minima de maintenir les calories que tu as consommé dans le plancher mais surement de maintenir une T° du tampon 2 globalement plus élevées que sur la totalité du volume tampon 1 + tampon 2 car même si pour avoir 30°C dans le tampon 2, tu dois descendre la t° du tampon 1 à 10°C, c'est pas bien grave, il faut juste être hors gel.

Est-ce que je dis des conneries ??
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 14:54     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Attend, attends...

Ces Splits sont des appareils réversibles et pour la plupart équipés de compresseurs rotatifs alimentés en courant variable (type inverter); ils ont des COP forts honorables car il y a échange directement avec le fluide et l'ambiance (pas d'échangeur à eau)

en moyenne des COP annuels de 3 à 4 pour les produits bas de gamme à 700€ (hors installation) pour 5KW et jusqu'à 5 pour les produits en gamme

Le tarif est BEAUCOUP plus abordable qu'une PAC (700€ contre 4000€ à puissance égale, hors installation) pour des performances supérieures

Côté Pognon, le retour sur investissement est de l'ordre de 2 à 3ans
c'est 2 à 3 fois moins qu'une PAC

C'est trés interressant financièrement, moyen au niveau environnemental et bien loin du COP d'une installation solaire avec stockage Very Happy
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 17:02     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
C moa a écrit:
4000 l de fioul, ça me parait énorme (à titre de comparaison, je consomme 550 kg de GPL pour chauffage, ECS et plaque de cuisson + 2 stères de bois pour le poêle à bois). Me tromperais-je ??


Hé c'est 4000L équivalent évidement!

Une maison neuve construite en 2006 dans les ardennes belges consomme 3000L de mazout.

Tous nos voisins sont vers ces valeurs. Bref: tu ne peux pas comparer 2 valeurs de consommation aussi rapidement...de plus faut rapporter ca à la surface et au type de logement (maison 4 facade = pas maison 2 facades = pas appartement même à meme surface).

C moa a écrit:
Que penses-tu de l'idée d'avoir une PAC eau/eau qui puiserait son énergie dans ce tampon ?? Cela permettrait soit de relever un peu la T° dans ton plancher soit de concentrer l'énergie dans un tampon plus petit en y augmentant la T°.


J'y ai pensé depuis le "début", ca se fera peut être quand on aura nos panneaux PV, avant je veux pas voir de chauffage électrique chez nous...

C moa a écrit:
C'est pas possible chez vous bien sur puisque tout est déjà en place mais imaginons une construction dans laquelle il y aurait le même volume de tampon sauf que l'on pourrait le diviser en deux.


Non tu ne divisera pas par 2 mais on peut espérer gagner un bon 30%...faudrait faire le calcul par rapport au bois. C'est vrai que le bois c'est sympa mais ca demande du boulot.

Si bien sur que c'est installable chez nous! Le tampon n'est pas "scellé" donc on peut très bien mettre une batterie évaporateur dedans! Par contre ca demande de devoir le vider probablement...ou alors carrément, tiens une bonne idée je pense: utiliser l'échangeur actuel en y mettant un fluide frigo! C'est à dire faire une pompe à chaleur "sur mesure" en utilisant l'échangeur existant en tant qu'évaporateur...ca me botterait bien un tel projet (Maloche Help!!) mais bon là c'est pas à l'ordre du jour là!

C moa a écrit:
Est-ce que je dis des conneries ??


Un peu quand même, en fait j'ai rien compris à tes dernières explications. Mr. Green Tu voudrais faire un double tampon ? Mais c'est normal tu connais pas bien le systeme.

Ce qui est clair et net et c'est ce qu'il faut retenir : c'est que le potentiel du soleil n'est réellement exploitable qu'avec un bon tamponnage! Le rendement des panneaux importe beaucoup moins que la capacité à bien TAMPONNER l'énergie et donc l'utiliser...or la plupart des "commerciaux" ne voient QUE le rendement pur de leur panneaux comme argument c'est une erreur !!

Les ballons solaires de 300 ou 400 L fournis avec des installations à 8000 € c'est du pipo complet...on voudrait dégouter les gens du solaire, on ne ferait pas mieux!

ps: pour info c moa, à propos des PAC, il est sorti, il y a pas longtemps un ballon ECS "aérothermique" soit disant "révolutionnaire"...mais j'ai pas compris d'où était tiré les calories...à priori c'est de l'air de la cave.
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MessagePosté le: Jeu 20 Aoû 2009, 17:13     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Capt_Maloche a écrit:
Ces Splits sont des appareils réversibles et pour la plupart équipés de compresseurs rotatifs alimentés en courant variable (type inverter); ils ont des COP forts honorables car il y a échange directement avec le fluide et l'ambiance (pas d'échangeur à eau)


C'est bien le préciser: inverter et reversible même si c'est proche c'est pas la même chose.

Capt_Maloche a écrit:
Le tarif est BEAUCOUP plus abordable qu'une PAC (700€ contre 4000€ à puissance égale, hors installation) pour des performances supérieures


Oui on en trouve dans tous les bricos...mais je demande à voir la longévité (même pour les matériel non chinois...)

Capt_Maloche a écrit:
C'est trés interressant financièrement, moyen au niveau environnemental et bien loin du COP d'une installation solaire avec stockage Very Happy


Ben tu sais quoi, je me demande si solaire thermique + tampon à l'huile + mini pac alimentée au PV + chauffage basse T° ne serait pas ZE SOLUTION au tamponnage solaire et le cauchemard de TOTAL et EDF ?

Tout ceci on sait faire de manière assez peu honéreuse surtout si fait en construction neuve!

C'est vrai que 70 m3 c'est vraiment beaucoup. Si on pouvait descendre en combinant le tout à 20 à 30 m3 et avoir l'autonomie énergétique...ca serait pas mal !
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C moa
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MessagePosté le: Ven 21 Aoû 2009, 09:39     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Christophe a écrit:
Hé c'est 4000L équivalent évidement!

Une maison neuve construite en 2006 dans les ardennes belges consomme 3000L de mazout.

Tous nos voisins sont vers ces valeurs. Bref: tu ne peux pas comparer 2 valeurs de consommation aussi rapidement...de plus faut rapporter ca à la surface et au type de logement (maison 4 facade = pas maison 2 facades = pas appartement même à meme surface).
Effectivement, il fait aussi beaucoup plus froid sous vos lattitudes.

Citation:
C moa a écrit:
Est-ce que je dis des conneries ??

Un peu quand même, en fait j'ai rien compris à tes dernières explications. Mr. Green Tu voudrais faire un double tampon ? Mais c'est normal tu connais pas bien le systeme.

Ce qui est clair et net et c'est ce qu'il faut retenir : c'est que le potentiel du soleil n'est réellement exploitable qu'avec un bon tamponnage! Le rendement des panneaux importe beaucoup moins que la capacité à bien TAMPONNER l'énergie et donc l'utiliser...or la plupart des "commerciaux" ne voient QUE le rendement pur de leur panneaux comme argument c'est une erreur !!
Je vais essayer d'être plus clair et comme un dessin vaut mieux que des longs discours... Merci de regarder ceci.

Solution "traditionnelle" :
Sur la partie haute, il y a une représentation très simplifiée de ton installation que j'ai appelée installation "traditionnelle".
Si j'ai bien compris tout ce que tu nous as dit, on a :
- Un tampon de 70 m3 ;
- Des panneaux solaires de 65 m² ;
- Une pompe de circulation de 4m3/heure ;
- Des échangeurs pour chauffer ton PC ;
- Une chaudière bois en relève du chauffage solaire.

Pour faire chauffer ton tampon, ta pompe fait circuler l'eau qui est dans le dit tampon, à raison de 4m3/h, il faut entre 17 et 18 heures pour faire passer les 70 m3 dans les 65 m² de panneaux solaires.

Au plus froid de l'hiver, ton tampon est à une T° de 22-23°C et tu dis gagner entre 1.5 et 2°C par jour de beaux temps. En réalité, une journée normale en hiver c'est maximum 8 heures d'ensoleillement je pense. Durant ces 8 heures, tu n'as réellement mis en contact "que" 32 m3 soit autour de 45% du volume global. Sans prendre en compte les éventuelles déperditions, cela signifie surtout que ces 32 m3 ont été réchauffés à hauteur de 4°C (+/- 1°C). Cette hausse de T° est ensuite "diluée" dans le reste du tampon.

Solution modestement dite "optimisée" Mr. Green :
Dans ce cas, on a :
- 2 tampons de 35 m3 (ainsi on conserve la capacité globale de "tamponage" dont tu parlais) ;
- Des panneaux solaires de 65 m² ;
- Une pompe de circulation de 4m3/heure ;
- des échangeurs pour chauffer ton PC ;
- Une PAC entre les 2 tampons.

Mon idée est la suivante, durant la phase d'été, tu fait passer à travers les panneaux solaires le volume global de 70 m3.

Durant la phase hivernale et surtout lorsque la T° des 70 m3 descend au dessous des 35°C, tu fonctionnes de la manière suivante :
1- Tu bloques toute communication hydraulique entre le tampon 1 et le tampon 2 ;
2- Tu fais tourner dans les panneaux solaires seulement le tampon 1. Sur ce tampon, tu gagneras autour de 4°C/jour mais point important, il n'est pas indispensable que sa T° globale soit supérieure à 35°C ni même à 23 °C puisqu'il n'est pas en contact avec les échangeurs du PC.
3- C'est le rôle du tampon 2. Celui-ci est en contact avec le système de chauffage et l'objectif est de le maintenir un maximum de temps à 35°C.
4- Pour cela, on utilise la PAC qui "fait la liaison" entre les deux tampons. La PAC pompe les calories dans le tampon 1 afin de maintenir les 35°C dans le tampon 2. Pour cela, on peut même considérer que ce n'est pas un problème si le tampon 1 descend à 10°C (hors gel).

Il faudrait regarder de plus prêt les contraintes de la PAC et de la cuve pour la T° basse mais à mon avis, il n'y a pas de gros soucis à être entre 8 et 12°C.

Pour résumer, j'ai fait un petit graphique où l'on voit l'évolution théorique de la T° du tampon de 70 m3 sur l'année vs l'évolution, là aussi théorique, des deux tampons de 35 m3.

Sur le graphique, on voit que l'on peut avoir une différence de T° entre les 2 tampons de 25°C. C'est la raison pour laquelle, je me disais que cela serait difficile à appliquer chez vous. Faire une isolation entre deux tampons qui accepte cette différence de T° sera difficile dans de l'existant. Dans de la construction neuve, 15 cm de terre plus quelques cm d'isolant ça devrait le faire.

Je te mets également le tableau excel (simplet) que j'ai utilisé, ainsi, tu pourras le modifier pour prendre en compte des mesures que tu as faites certainement plus précise que mon évaluation.

J'espère avoir été plus clair cette fois.
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MessagePosté le: Ven 21 Aoû 2009, 12:03     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Moué c'est un peu plus clair. Je vois que le sujet te tiens à coeur!

Mais quid du coût de l'opération? Je vois pas bien l'intéret de mettre une PAC entre les 2 tampon: une générale suffirait!

Bref je garde en tête, quand on aura du PV, de mettre une petite PAC uniquement pour l'ECS...puisque c'est, d'après l'expérience, le point le plus critique...

Je vois bien une pac eau-eau qui démarre en deca de 35°C de tampon.

a) Source chaude = tampon pompage par circulateur (donc entre 22 et 35°C)
b) Source froide = EFS + ballon ECS avec régulation (TOR?) sur T° haute du ballon (pour le maintenir à 45°C par exemple)

Ce montage nécessite 2 circulateurs en plus du compresseur de la pompe. Si on fait passer le fluide frigo directement dans l'échangeur tampon on gagnerait 1 circulateur et sa gestion mais faire une PAC homemade c'est pas (encore?) à ma portée...
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MessagePosté le: Ven 21 Aoû 2009, 12:15     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
En terme de coût de l'opération, si tu peux économiser une chaudière et le combustible qui va avec, je pense que c'est vite vu....

Bon c'était un premier jet vite fait donc certainement que cela peut être largement amélioré.

Citation:
Je vois pas bien l'intéret de mettre une PAC entre les 2 tampon: une générale suffirait!
L'intérêt est de pouvoir, durant l'hiver, transférer des calories du tampon 1 vers le tampon 2 afin de maintenir une T° dans le tampon 2 supérieure aux 35°C dont tu parles et ainsi optimiser le fonctionnement des échangeurs et de PC.

Je ne comprends par ce que tu veux dire par une générale suffirait. Si c'est pour pomper directement dans les 70 m3, je suis d'accord que c'est bien mais dans ce cas, y'a pas d'intérêt à avoir deux bacs.

Existe-t-il des outils de simulation ?? Pour comparer les deux solutions ??
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MessagePosté le: Ven 21 Aoû 2009, 12:39     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Je veux dire que si il te faut une T°>35°C alors autant pomper les watts dans les 70m3 pour cette application spécifique avec une seule PAC: c'est la PAC qui remontera la T°.

Faire du transfert de "calorie basse T° de stockage" vers une "calorie haute T° de stockage" via une PAC me parait pas judicieux: tu augmentes les pertes de stockage en dépensant pas mal d'energie primaire. Le bilan annuel doit pas être bon.

Je pense que si on utilise une PAC en relève de T°, c'est pour que les watts soient utilés directement...
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MessagePosté le: Lun 26 Sep 2011, 14:10     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Nouvelles mesures réalisés avec variation de vitesse de la pompe, voir détails dans ce topic: http://www.econologie.com/forums/variateur-de-p...hrone-vt5240.html

Résultat sur le COP (mesures réalisées fin septembre 2011) :

Christophe a écrit:
En attendant la mesure de puissance à la pompe plus précise, j'ai fais une estimation du COP à 140V AC à partir de la pression mesurée en sortie de pompe.

Détails:

a) A 140V AC on a :
Pression sortie de pompe = 400 mBar.
Puissance consommée (autotransfo inclu) = 400 W

b) Valeur de référence donnée par :



Soit :
220 V
3000 tr/min
660 W
Sur mon circuit on a donc:
800 mBar
4300 L/h

c) On applique les formules de similitude sur la pression pour obtenir les RPM soit 2100 tr/min à 400 mBar, 140 V AC puis celle sur le débit soit 3000 L/h

d) On mesure les températures entrée / sortie panneau solaire et on fait un bilan thermique

Ce matin à 10h : 46.5°C et 38.5°C: delta de 8°C soit une puissance solaire de 28 kW

Cet AM à 15h (à l'instant) : 51.0°C et 39.5°C delta de 11.5°C soir une puissance solaire de 40 kW

e) COP du matin 10H : 28 kW / 0.4 =70
COP de l'AM 15H : 40 kW / 0.4 = 100


Valeur à présenter à des vendeurs de pompes à chaleur qui vantent leur COP...Finalement l'est un peu minable leur COP même à 5 !! Cheesy Grin (Edf et son alliée l'Ademe font moins de pub pour le solaire thermique de grande surface que pour les pompes à chaleur...cqfd!)

Peut être qu'en tournant encore moins vite, on obtient un COP qui dépasse les 100 durant l'après midi. De plus, on n'est plus en été et la température est déjà élevé (les panneaux a simple vitrage ont un meilleur rendement à basse T°)... Idea

Si ca se trouve dans les conditions optimales (rayonnement maxi du soleil, orientation et inclinaison au top et basse T° du tampon), on tâte le 150 de COP ! Cheesy Grin Cheesy Grin

J'invite tous ceux qui ont des systèmes solaires plus modernes a faire le calcul dans leur cas Smile

L'estimation est simple: 8m² de solaire thermique avec un circulateur de 60W donne au moins un COP de 8 * 0.7 / 0.06 = 93.

Evidemment le COPA (COP annualisé) est plus important que le COP.

Dans mon cas, il y a surement un régime de COP optimal...reste plus qu'à le trouver...mais il doit dépendre de différentes T°, donc variable suivant la période de l'année...

Je devrais peut être regarder comment les systèmes qui ont un circulateur solaire variable travaillent...

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dedeleco
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MessagePosté le: Lun 26 Sep 2011, 16:05     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
COP infini en mettant la pompe sur panneau photovoltaïque !!
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Christophe
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MessagePosté le: Lun 26 Sep 2011, 21:25     Alerter à propos de ce message! Répondre en citant
Exact mais d'un point de vue COP économique seulement (encore qu'avec le prix de revient réel du solaire PV...): le COP énergétique du système solaire seul reste le même !

Puis j'aime pas trop m'amuser avec l'infini, car on a pas fini !
Hihihihi !
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