Chauffage, isolation, ventilation, VMC, refroidissement...Stockage de la chaleur

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bernardd
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Message non lupar bernardd » 02/09/10, 19:31

dedeleco a écrit :Ce système marche pour immeuble très bien isolée, avec capteurs solaires en Suisse.
Mais le stockage n'est pas intersaison car le ballon de 2O5m3 n'a pas une isolation thermique conservant sa chaleur de l'été à l'hiver (4 à 6 mois).
De plus sa taille ne permet pas d'assurer le chauffage d'hiver avec la chaleur stockée en été !!
...

Le stockage en ballon isolé ne fera pas aussi bien sur 6 mois !!
A plus de 3m de profondeur la terre a cette propriété de garder la chaleur sur des années, soit T égale à la moyenne de l'année !!


Je suis tout à fait d'accord avec toi sur le stockage souterrain, mais il manque juste la taupe :-(

Exactement sur cette idée, j'avais passé du temps à regarder de petites foreuses pour percer en vertical sur moins de 10m : ce serait aussi utilisable que des tubes horizontaux mais plus facile à faire : mais je n'ai pas trouvé de machines capables de faire cela à un coût efficace pour le moment.

Si quelqu'un a une idée ?

Sinon, cet exemple de cuve interne est magnifique ! Les pertes restent dans l'immeuble, donc 100% d'efficacité de stockage !

Elle n'a pas besoin de tenir 6 mois : il suffit qu'elle tienne la plus longue période sans soleil, à raison de 93kWh par m3 d'eau à 80°C par rapport à 10°C.
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Message non lupar dedeleco » 03/09/10, 01:24

Cette société fait ce type de forage dirigé pour différentes activités dont la géothermie et sa technique simple est au point :
http://www.gendrylocation.com/Pub/geothermie.htm
J'ignore le prix mais

La Géothermie
... Ou la pose de capteurs enterrés par forages horizontaux
Le forage horizontal est une technique qui a fait ses preuves depuis une vingtaine d’année en France et depuis une trentaine d’année à l’étranger.
La société Gendry Service Location (GSL) est forte d’une expérience dans le forage dirigé depuis 1996.
Nous souhaitons adapter, dès à présent, notre savoir-faire à la protection de l’environnement; nous le faisons par la voie de la géothermie.

LE CAPTAGE MULTI-DIRECTIONNEL DIRIGÉ

Principe...
- Système de forage dirigé compact.
- Tiges : longueur 0,5 m. et diamètre 45 mm.
- Tête de forage : diamètre 70 mm.
- Machine : largeur 80 cm, longueur 180 cm.
- Type d’injection : eau (mousse) ou air.
- Forage : longueur maxi 50 m. et profondeur: maxi 15 m.

Avantages...
- Pas de tranchée (uniquement une fosse pour les collecteurs).
- Terrain non déstabilisé à la fin du chantier.
- Vitesse d'exécution : 250 m. forés par jour soit 500 ml de sondes géothermiques posées par jour.
- Puissance : 4 tonnes de poussées et/ou de traction.

Elle a des gros moyens plutôt encombrants pour gros chantiers aussi.

La géothermie ne voit que la pompe à chaleur, alors que le stockage de chaleur solaire d'été sur hiver est bien plus intéressant, plus de EDF, ni dépendance de pompe à chaleur à durée de vie limitée (le fluide de PAC de 8 ans d'age devient interdit et il faut changer de PAC, pour moi, car entretien impossible en remettant du fluide !!)

En un jour 250m soit 20 forages à 12,5m ou 10 sur 25m sous tout le jardin, donc en un à 5 jours, on obtient l'essentiel des tubes sous terre pour quadriller un volume de 10m au cube (1000m3) pour être chauffé d'été en hiver (sur terrain sans circulation d'eau souterraine, qui peut être bloquée par injection sous terre de produit bouchant les pores et fissures).
En hiver, avec la diffusion thermique sur 3m en périphérie le volume chaud devient 10+2x3=16m au cube =2197m3 environ et donc la différence de température est diminuée par 2,2 soit de 13+40°C=53°C en été sur 1000m3, on passe à 13+40/2,2=31,1°C suffisant pour chauffer sans PAC à 20°C, par circulation d'air sur échangeur, comme la PAC, mais sans la pompe à chaleur, qui est remplacée par la chaleur de l'été.!!
Ce chauffage été vers hiver devient gratis à perpétuité, sans changer ni refaire toute la maison .
Le prix est fonction certainement du nombre vendus lorsque l'ensemble marche avec capteur thermiques solaires (fonction du sous sol).

La solution suisse avec 10 ou 20m3 de cuve tampon au milieu de la maison (soit 10 à 20 tonnes dans la maison) est séduisante pour une maison neuve, mais impose de reconstruire la maison ancienne !!!
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Message non lupar bernardd » 03/09/10, 08:41

dedeleco a écrit :La solution suisse avec 10 ou 20m3 de cuve tampon au milieu de la maison (soit 10 à 20 tonnes dans la maison) est séduisante pour une maison neuve, mais impose de reconstruire la maison ancienne !!!


C'est complémentaire avec le stockage sous-terre en basse température. Elle apporte une solution haute température sans perte : parfait pour l'eau chaude sanitaire et aussi du processus. Cela pourrait presque permettre une grande partie de la chaleur utilisée dans la cuisine, à 80°C ou 90C, on peut faire cuire un oeuf et plein d'autres choses sans problème.

On peut imaginer des réservoirs comme des colonnes dans les pièces centrales, comme les anciens poêles de masse : de gros radiateurs à accumulation d'eau. Mais il faut la résistance du plancher :-)

dedeleco a écrit :La géothermie ne voit que la pompe à chaleur, alors que le stockage de chaleur solaire d'été sur hiver est bien plus intéressant, plus de EDF, ni dépendance de pompe à chaleur à durée de vie limitée


Tout à fait d'accord !

En fait, ce qui m'étonne, c'est la capacité à faire passer une solution complexe comme une évidence auprès de la majorité, un "fait établi", alors qu'il existe des solutions plus simples. Ca ne vous rappelle pas certains comportements grégaires sur l'interprétation d'évènements émotionnels ?

dedeleco a écrit :En hiver, avec la diffusion thermique sur 3m en périphérie le volume chaud devient 10+2x3=16m au cube =2197m3 environ et donc la différence de température est diminuée par 2,2 soit de 13+40°C=53°C en été sur 1000m3, on passe à 13+40/2,2=31,1°C suffisant pour chauffer sans PAC à 20°C, par circulation d'air sur échangeur, comme la PAC, mais sans la pompe à chaleur, qui est remplacée par la chaleur de l'été.!!
Ce chauffage été vers hiver devient gratis à perpétuité, sans changer ni refaire toute la maison .


Bien d'accord, et il faudrait certainement récupérer la chaleur, ie refroidir, par la périphérie, pour "aspirer les fuites" ! Dans ce cas, le forage dirigé serait une très bonne solution.

Il faut tout de même évoqué les problèmes d'un sous-sol humide : en cas d'assèchement et de rétractation, les fondations peuvent mal réagir. Et en cas de non assèchement par renouvellement de l'eau, toute la chaleur part avec.

dedeleco a écrit :Cette société fait ce type de forage dirigé pour différentes activités dont la géothermie et sa technique simple est au point :
http://www.gendrylocation.com/Pub/geothermie.htm
J'ignore le prix mais
...
En un jour 250m soit 20 forages à 12,5m ou 10 sur 25m sous tout le jardin, donc en un à 5 jours, on obtient l'essentiel des tubes sous terre pour quadriller un volume de 10m au cube (1000m3) pour être chauffé d'été en hiver (sur terrain sans circulation d'eau souterraine, qui peut être bloquée par injection sous terre de produit bouchant les pores et fissures).


Un article parle de 170k€ pour 230m, mais pour passer un tube de 55cm.

En partant sur un prix opérateur+machine de 1000€/jour, on arriverait à 4€/m : cela rester cher. Le forage standard actuel est à 10€/m.

Il faudrait équiper une machine de plusieurs têtes parallèles, par exemple 4 : la même équipe forerait 4 fois plus sans forcément plus de problèmes, pour le même prix.
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Message non lupar chatelot16 » 03/09/10, 15:47

comme masse de stockage je pense que le grand nombre de forage pour utiliser la terre coutera plus cher qu'une grande citerne , et ca sera pire si il faut en plus injecter des produit pour etancheifier le sol et eviter les pertes de chaleur par l'eau ...

sauf que la grande citerne poura aussi servir de citerne !

tu parle toujour de temps et de distance de diffusion de la chaleur : mais ce chiffre n'est pas ce qui m'interesse ! c'est quelle proportion de l'energie stocké sera perdue ? qu'elle ait diffusé de 1m ou 10m ne me renseigne pas vraiment

bien sur si le reservoir est une zone de terre de 100m de diametre et que la distance de diffusion est de 1metre on est sur que la perte est faible

si je remplace cette zone de 100m de terre par un reservoir d'eau plus petit , grace a la meilleure chaleur massique de l'eau , la meme distance de iffusion dans la terre representera une perte d'energie beaucoup plus faible puisque la surface du reservoir sera plus faible que la surface autour de la zone de terre

tu a dit une fois que dans une grosse epaisseur de laine de verre la distance de diffusion serait a peu pres la meme que dans la terre : c'est bien la preuve que cette distance de diffusion n'est pas le critere important : il est largement evidant que l'energie perdue en diffusant dans 1m3 de laine de verre est considerablement plus faible que dans 1m3 de terre

il est pour moi evident que pour faire un bon stockage thermique un materiaux homogene ne vaut rien : il faut mettre un materiaux a forte chaleur volumique au centre , et un materiaux isolant autour

est ce qu'un mauvais isolant gratuit comme la terre peut etre plus rentable qu'un vrai isolant ?
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Message non lupar dedeleco » 03/09/10, 17:33

Il faut tout de même évoqué les problèmes d'un sous-sol humide : en cas d'assèchement et de rétractation, les fondations peuvent mal réagir. Et en cas de non assèchement par renouvellement de l'eau, toute la chaleur part avec.

Très important, c'est pourquoi je vois ces forages dans le jardin et pas sous la maison ancienne, qui risque de se fissurer avec les variations de température et d'humidité du sous sol (comme pour la sécheresse de 2003).
Si l'eau circule dans le sous sol, source, il faut faire des injections de produit ou ciment solidifiant et bouchant les fissures en périphérie à partir des forages périphériques.
Pour les grands travaux de génie civil, ces technologies sont très au point, mais leur coût est excessif pour des travaux de petite envergure.
Il faudrait la mentalité des japonais pour adapter et baisser les prix en grande série (robot foreur), comme ils ont fait pour passer des radars.aux fours microondes jugés impossibles dans les années 1950 à 1960 par les spécialistes US de magnétrons !!
En partant sur un prix opérateur+machine de 1000€/jour, on arriverait à 4€/m : cela rester cher. Le forage standard actuel est à 10€/m.

Pour une semaine de forage de petit diamètre à 1000€ par jour on atteint 7000€, ce qui n'est pas très élevé, vu le but ultime de supprimer tout combustible pour toujours, si son prix, avec les installations supplémentaires, est celui d'une bonne chaudière.
Même à 10€ le mètre, 15000€ n'est pas astronomique (10x10=100forages à 15m tous les 1m pour 1000m3).
Vu la nouveauté, une fois au point, vendu en série, le prix pourrait diminuer nettement.

Un article parle de 170k€ pour 230m, mais pour passer un tube de 55cm.

Le prix de 730€ le mètre pour très gros diamètre est à comparer à celui de tranchées peu profondes à ciel ouvert avec réfection des chaussées autour de 200€ +30=230€ le mètre pour 40cm en prenant un devis d'eau pluviale en copropriété que j'ai sous les yeux.
Ils interviennent à ce prix pour des situations où ils sont les seuls, rivière, TGV, autoroute à couper !!

Un site US qui utilise ce principe depuis plus de 30ans de chauffer la terre pour l'hiver : Annualized Geo-Solar (AGS), géothermie solaire annualisée (GSA) sur maison neuve :
http://greenershelter.org/
http://greenershelter.org/index.php?pg=3
Un comparatif utile des différentes solutions :
http://greenershelter.org/index.php?pg=2
Image
The basic elements of an AGS system consist of:

1. Any WELL-INSULATED (in the above-grade or shallow-earthed, planted portions) STRUCTURE, designed to minimize heat losses and gains, with a conductive floor that facilitates heat transfer, at least in heat-return zones .

2. Some ISOLATED HEAT SOURCE (typically air-based summer solar, although one could use another energy supply and/or transfer media.)

3. INSULATED TRANSFER DUCT/PIPE segments to carry the heated medium (air or whatever) from heat source to the dispersal zone earth beneath the house with minimum loss.

4. UN-INSULATED DEPOSIT DUCT/TUBE SEGMENTS imbedded in the dispersal zone, where heat is transferred to...

5. ...An adequate mass of DRY EARTH for storage and for time-lagged transmission, before moving up through....

6. ...the CONDUCTIVE FLOOR MATERIAL and radiating into the living spaces.

7. A CONTROL ON unwanted premature HEAT RETURN, either by the time required for it to travel through the VERTICAL DISTANCE between deposit site and the slab above, or by the HORIZONTAL DISTANCE between a deposit site directly beneath insulated areas of floor slab and the nearest un-insulated floor areas where one wants heat to conduct up through the floor. This latter approach is usually the easiest answer (no deep ditches/less diggable soil depth required); typically this means running the dispersal ducts/tubes under the insulated central portion of the floor, so the heat must travel out horizontally for 6 months (about 9'-10') before reaching perimeter uninsulated areas of the slab (the areas above which most of the heat loss through windows, doors and exposed walls also usually occurs.)

8. An AIR OUTLET OPTION - either a solar chimney (for a totally passive flow, where other factors make that feasible), an extraction fan (sometimes PV-powered), and dampered exhaust outlet, or return of the medium to the isolated heat source, for rewarming.

9. PERIMETER SUBGRADE MOISTURE-DIVERSION/INSULATION CAPE, extending from the structure's outside walls out to about 20'-24' from the deposit tubes/ducts, to prevent heat from short-cutting back outside, instead of coming up through the floor. (This often actually means just a 6' to 8' band of perimeter insulation, since most of that 20'- 24' distance is actually under the house - a major cost savings and landscape benefit not enjoyed with PAHS 20' edge extensions.)

10. SIMPLE CONTROL SYSTEMS that regulate when the flow is activated and when all exhaust convection is blocked (to prevent the unwanted venting of precious earth-stored heat.)

11. A few SENSOR POINTS to monitor performance and, eventually, determine whether it's necessary to restrict the amount of summer charging, to prevent possible winter over-heating.

All this may sound more complex than PAHS, but it's actually less expensive, more controllable and allows far more design and construction flexibility. And with its potential to meet 100% of your winter heating needs, while keeping you toasty warm in winter and cool in summer, it offers tremendous future freedom and long-term savings on energy bills!
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Message non lupar dedeleco » 03/09/10, 18:08

tu parle toujour de temps et de distance de diffusion de la chaleur : mais ce chiffre n'est pas ce qui m'interesse ! c'est quelle proportion de l'energie stocké sera perdue ? qu'elle ait diffusé de 1m ou 10m ne me renseigne pas vraiment

Réponse donnée ci dessus:
En un jour 250m soit 20 forages à 12,5m ou 10 sur 25m sous tout le jardin, donc en un à 5 jours, on obtient l'essentiel des tubes sous terre pour quadriller un volume de 10m au cube (1000m3) pour être chauffé d'été en hiver (sur terrain sans circulation d'eau souterraine, qui peut être bloquée par injection sous terre de produit bouchant les pores et fissures).
En hiver, avec la diffusion thermique sur 3m en périphérie le volume chaud devient 10+2x3=16m au cube =2197m3 environ et donc la différence de température est diminuée par 2,2 soit de 13+40°C=53°C en été sur 1000m3, on passe à 13+40/2,2=31,1°C suffisant pour chauffer sans PAC à 20°C, par circulation d'air sur échangeur, comme la PAC, mais sans la pompe à chaleur, qui est remplacée par la chaleur de l'été.!!
Ce chauffage été vers hiver devient gratis à perpétuité, sans changer ni refaire toute la maison .


La différence de chaleur volumique eau terre n'est pas énorme, car la terre reste humide et le gain n'est pas très important.
Mais il faut voir le prix d'un réservoir de 200m3 (
http://www.jenni.ch/pdf/Artikel_DOMOTECH.pdf
, 15000€ pour 10m3 en Suisse non livré en France et sans le prix des fondations spéciales ) alors que d'été sur hiver il faut 1000m3, une piscine olympique, pour une maison ancienne, alors que la terre est quasiment gratuite en comparaison !!
En été les capteurs solaires peuvent être très pas chers, à 30€ le m2, capteurs inefficaces en hiver.
A mon avis la terre est bien plus simple, disponible, gratuite, juste à forer sous son jardin !!!
voir :
http://greenershelter.org/index.php?pg=2
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Message non lupar chatelot16 » 03/09/10, 18:11

dedeleco a écrit :Pour une semaine de forage de petit diamètre à 1000€ par jour on atteint 7000€, ce qui n'est pas très élevé, vu le but ultime de supprimer tout combustible pour toujours, si son prix, avec les installations supplémentaires, est celui d'une bonne chaudière.


le prix des forage est une chose , mais il y a aussi le prix des tuyaux a passer dedans ... et le reste

mais ce qui m'interresse c'est combien de kwh tu poura mettre dans tes 1000m2 de sol

et surtout en combien de temps on en aura perdu la moitié

en plus ca me fait penser a autre chose : la capacité du reservoir etant fixé si la surface de capteur est trop faible ou si l'eté est pouri , ou si il y a un autre probleme , la temperature du sous sol ne montera pas assez haut et ca ne servira a rien

avec une grande citerne rien n'oblige a la remplir entierement : on peut adapter son remplissage au besoin : on peut preferer finir l'été avec une citerne a moitié pleine d'eau tres chaude plutot que completement pleine d'eau tiede
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Message non lupar chatelot16 » 03/09/10, 18:51

dedeleco a écrit :Réponse donnée ci dessus:
En un jour 250m soit 20 forages à 12,5m ou 10 sur 25m sous tout le jardin, donc en un à 5 jours, on obtient l'essentiel des tubes sous terre pour quadriller un volume de 10m au cube (1000m3) pour être chauffé d'été en hiver (sur terrain sans circulation d'eau souterraine, qui peut être bloquée par injection sous terre de produit bouchant les pores et fissures).
En hiver, avec la diffusion thermique sur 3m en périphérie le volume chaud devient 10+2x3=16m au cube =2197m3 environ et donc la différence de température est diminuée par 2,2 soit de 13+40°C=53°C en été sur 1000m3, on passe à 13+40/2,2=31,1°C suffisant pour chauffer sans PAC à 20°C, par circulation d'air sur échangeur, comme la PAC, mais sans la pompe à chaleur, qui est remplacée par la chaleur de l'été.!!
Ce chauffage été vers hiver devient gratis à perpétuité, sans changer ni refaire toute la maison


pour moi une masse de sol a 31° est un reservoir vide : avec les chutes de temperature dans les forage il n'y a plus de quoi rien chauffer : ou il faut une pompe a chaleur ...

donc il faudra encore plus que 1000m3 et avoir la surface suffisante de capteur pour les faire monter assez haut en temperature : ca me parait completement demesuré pour seulement du chauffage

grande surface de capteur simple efficace seulement en été + stockage saisonier ... bof

il y a plus d'espoir avec capteur performant continuant a marcher les jours de soleil en hiver + stockage d'une semaine
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Message non lupar chatelot16 » 03/09/10, 19:22

la perte d'energie du stockage ne se limite pas a ce qui se perd entre l'été et l'hivers

quand la temperature du sol est descendu a 30° je considere l'acumulateur comme vide , mais il va continuer a descendre jusqu'a 10° temperature moyenne du sol

et l'eté suivant il faut tout rechauffer a la temperature maxi

pour etre efficace tout l'hivers il ne faut pas que la temperature baisse trop donc la perte des année suivante n'est pas calculable par le rechauffement des 3 premier metre de terre : on pourait penser que la perte des année suivante sera plus faible qu'au debut : ca ressemble plus a une histoire de resistance thermique que de diffusion

avec une temperature de stockage qui oscille entre 60 et 30° entre l'été et l'hivers la temerature sera presque constante a 3metre de la zone de stockage , mais cette temperature sera superieure a la temperature normale du sol , et il y aura un flux constant de chaleur perdue : c'est cette chaleur perdue qu'il faut calculer
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Message non lupar dedeleco » 04/09/10, 01:47

Les formules de diffusion de la chaleur qui englobent la résistance thermique comme cas limite (lire les références données dans les posts passés), permettent de tout calculer.
On peut aussi tout simuler dans un modèle réduit de stockage, à échelle réduite, comme j'ai expliqué et bien visible dans les équations. c'est plus facile et plus concret à mon avis.

Mais si on surdimensionne un peu le chauffage d'été, vu le prix faible des capteurs solaires d'été à 30€ le m2, en surchauffant, la chaleur perdue par diffusion sur plusieurs années sera faible et récupérée les années suivantes par une terre plus chaude.
D'une année à l'autre, en chauffant la terre l'été, les hivers seront de plus en plus chauds car la chaleur diffuse un peu plus loin avec les années n, comme racine carrée(n), donc de plus en plus lent. Elle ne revient jamais à la température moyenne du sol de 13°C (10°c dans les zones bien froides, mais 13°C sur la ligne Maginot), mais le volume de terre au dessus de 13°C augmente peu à peu, avec une portée comme rac(n) soit en 4 ans, 2 fois plus loin, et la perte sur un an faible sera de plus en plus faible, si l'hiver refroidit moins que l'été ne chauffe, en surdimensionnant un peu les capteurs solaires d'été (facile à 30€/m2, voir Christophe, d'avoir en été 30 à 40% de plus que ce que demande le futur hiver).
C'est pour cela que la terre permet un grand volume pas cher, que jamais une cuve d'eau ne permet à un prix raisonnable (piscine olympique !)
Tout est basé sur la diffusion avec une longueur de pénétration de la chaleur en courbe de gauss sur une portée comme racine carrée du temps.

pour moi une masse de sol a 31° est un reservoir vide : avec les chutes de temperature dans les forage il n'y a plus de quoi rien chauffer : ou il faut une pompe a chaleur ...

Un sol à 30°C en fin d'hiver est idéal pour chauffer car une PAC ne donne pas plus dans son échangeur (bon rendement si T pas élevée) et les forages dans une terre chaude n'ont aucune raison de se refroidir, surtout si on les isole sur les derniers mètres.
Certains seraient heureux de disposer d'une terre entre 40 et 30°C pendant tout l'hiver et ne cracheraient pas dessus !!


Enfin ce site réalise cette méthode depuis 30 à 40 ans !!
http://greenershelter.org/index.php?pg=3

grande surface de capteur simple efficace seulement en été + stockage saisonier ... bof

il y a plus d'espoir avec capteur performant continuant a marcher les jours de soleil en hiver + stockage d'une semaine

Avez vous calculé le volume de stockage de une semaine pour le chauffage et pas que l'eau chaude sanitaire ?
Si maison ancienne typique, avec une saison froide de 26 semaines, il faut les 1000m3/26=38m3
Les Suisses proposent commercialement et fonctionnel, pour maison hyperisolée avec chauffage n'utilisant que le soleil 10 à 31m3 de 15000 à 30000€ avec en plus transport et fondations (maison neuve obligatoire spéciale) !!
Heizen nur mit Sonne - Energiezentrale für praktisch voll solar beheiztes Haus :
cliquer sur Saisonspeicher ou cuve saisonnière (été vers hiver)
http://www.jenni.ch/index.html?html/pro ... rtank1.htm
Tout y est en allemand, et le choix traduit en Français est très très réduit !!
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