Chauffage serre par tampon thermique

L'energie solaire thermique dans tous ses états: chauffage solaire, eau chaude sanitaire, choix d'un capteur solaire, concentration solaire, fours et cuiseurs solaires, stockage d'énergie solaire par tampon thermique, piscine solaire, climatisation et froid solaire..
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cortejuan
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par cortejuan » 30/11/13, 18:21

Bonjour,

Pour ceux que ça intéresse...


voici un enregistrement des variations thermiques dans ma serre (en gras) dans mon salon (en haut) et dehors (en bas) .

On note plusieurs choses : un pic à 25 degré malgré une température extérieure de 3 degrés. on remarque aussi des oscillations rapides avant et après autour de 10 degrés, c'est le chauffage au gaz en l'absence de tampon thermique. Après mise en marche du tampon, les oscillations ont une période plus grande autour de 11 degrés. Plus le temps passe, plus la température de l'eau dans mes cuves baisse et les oscillations deviennent de plus en plus asymétriques (la chute de temp ne bouge pas, c'est la remise en temp qui prend plus de temps) et à partir d'une certaine température correspondant à l'égalité entre apport et perte, il n'y a plus d'oscillations et la température dans la serre baisse doucement jusqu'à ce que le gaz vienne compenser.

Je note que dans mon cas, la différence de température de mon tampon thermique -soir-matin- correspond pratiquement à la différence entre la température dans la serre (10 à 11 degrés) et la température moyenne nocturne. Donc s'il fait en début de nuit 0 degrés, je sais qu'un tampon au départ à 50 degrés sera à 39 degrés le premier matin puis à 28 degrés la matin suivant, puis à 17 (si rien ne change bien sûr). Donc on, pourrait penser que l'on devrait pouvoir tenir sans réchauffer l'eau à peu près 4 jours. En fait, en dessous de 20 degrés de température de ma réserve d'eau, la puissance fournie ne peut pas compenser les pertes nocturnes et le système tout en fonctionnant n'est plus régulé.

Donc en gros je fais une flambée tous les deux jours quand la température ne descend pas en dessous de -5 degrés (pas d'expérience à -10 pour l'instant). Autour de quelques degrés nocturnes je peux recharger tous les 3 jours ou plus.

Mon dispositif me pose quelques questions dont je parlerai un peu plus loin.

Cordialement

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cortejuan
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par cortejuan » 03/02/14, 21:46

Bonsoir,

toujours pour ceux que ça intéresse,

j'ai fait quelques estimations de la capacité de ma serre à capter l'énergie solaire.

En gros, par des journées comme aujourd'hui (ensoleillement direct de 12h à 17h) mes 900 litres d'eau gagnent en gros 2,5 degrés. Plus précisément, aujourd'hui, pour une température initiale de l'eau de 14,1 au matin, au couché du soleil (vers 5h), la température était de 16,9 degrés soit 2,8 degrés d'augmentation, la température extérieure tournant autour de 7 degrés.

A noter que malgré une ventilation forcée pour améliorer le transfert de chaleur de l'air dans la serre à la réserve d'eau, la température dans la serre est montée à 32 degrés, déclenchant les ouvertures automatiques d'aération.

Donc ça marche mais l'efficacité est faible et augmenter la ventilation forcée serait préjudiciable pour les plantes.

Voilà mes constatations, je vais tenter d'améliorer l'efficacité, mais si vous avez des idées, je suis preneur en rappelant que je suis limité en place (je peux éventuellement rajouter un radiateur de voiture).

Cordialement
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par Aumicron » 04/02/14, 09:42

Retour intéressant.

Dommage effectivement d'avoir besoin d'ouvrir les aérations. Ne connaissant pas ta serre dans le détail, une idée purement théorique serait de réaliser un toit genre polycarbonate alvéolé et à un certain seuil de température de récupérer l'air dans ces plaques pour réchauffer ton tampon.
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Argumentons pour faire.
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par cortejuan » 04/02/14, 16:43

Bonjour,

je pense que l'amélioration de l'efficacité du transfert énergétique nécessite de concevoir la serre dans cet esprit. Ma serre est une serre commerciale de marque ACD avec verre securit cathédrale sur le toit donc je n'y touche pas (pour l'instant).

Mais l'idée du polycarbonate utilisé comme capteur est peut-être à creuser...

Cordialement
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par cortejuan » 03/03/14, 10:44

Bonjour,

quelques nouvelles...

hier ensoleillement de 12h à 17 heures soit 5 heures. Température extérieure entre 8 et 9 degrés. Température des 900 litres d'eau sous la serre à 12h : 12.5 degrés. Température de l'eau à 17h : 17,8 degrés soit un gain de 5,3 degrés soit 5,5 kWh d'énergie stockée.

Mais surtout effet lissant très marqué. La température dans la serre décroît lentement jusqu'à 20h heure de redémarrage de la régulation thermique. Ma seconde serre sans ce système se refroidit quasiment instantanément.

Ce serait à refaire, je stockerais le double d'eau sous la serre. A noter également que l'humidité créée par cette masse d'eau tiède est corrigée par l'effet d'assèchement dû à la condensation très forte dans l'échangeur pendant la période d'ensoleillement.

Donc à ce jour tout est OK.

Cordialement
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par cortejuan » 24/09/14, 18:34

Bonsoir,

quelques nouvelles du front, je rappelle le principe : 2000 litres d'eau isolés soigneusement sont chauffés par le soleil et via un échangeur chauffent (la nuit) et rafraichissent (le jour) l'intérieur de la serre.

En période froide, brumeuse et persistante,le stockage calorique est vite consommé et doit donc être complété par une source extérieure. Ayant refusé le radiateur électrique, j'ai ajouté en série un bouilleur extérieur (à bois), permettant de monter la température des 2000 litres à plus de 30 degrés stockage, que je vais consommer sur une moyenne de 3 jours en hiver.

Le montage en série n'était pas une bonne idée car la mise en chauffe du bouilleur impliquait une circulation de l'eau dans les échangeurs de la serre, donc en gros une partie des calories qui auraient du être stockées était évacuée dans la serre, en journée quand le besoin est nul. De plus je devais désactiver les thermostats et mettre en marche forcée le système, bref ce n'était pas le pied.

J'ai donc séparé les circuits chauffage serre et circuit bouilleur. Pour améliorer l'échange dans le bouilleur, j'ai remplacé mes petites pompes électriques de voiture par une pompe à eau à plus fort débit.

Avec un débit de plus de 2000 litres à l'heure, l'eau de sortie du bouilleur sort guère plus chaude que celle qui rentre.

Les avantages du système :

- le système est à l'abri des surchauffe (eau à température inférieur à 50 degrés dans la tubulure du poêle)
- le rendement du poêle est amélioré
- le système est indépendant du chauffage thermostaté de la serre qui peut fonctionner de manière autonome.

Les inconvénients prévus et imprévus :

- prévus : la consommation électrique durant la phase de chauffage du bouilleur. La pompe choisie à turbine laiton (qui existe dans sa forme actuelle depuis + de trente ans) consomme environ 350 watts. Gagner 10 degrés (par ex. passer de 20 à 30 degrés) va prendre environ 4 heures et un sac de bois.
- imprévus :le thermostat intégré à la pompe disjoncte à partir de 34 degrés car la pompe est installée dans l'enceinte des bacs et est à la température de l'eau.

Ma prochaine intervention sera d'aménager une ouverture dans l'isolation au niveau du ventilateur de la pompe de manière à refroidir celle-ci avec de l'air extérieur afin d'atteindre une température de stockage de 40 à 45 degrés.

Cela dit, le résultat est au rendez-vous. les plantes subtropicales sont en excellente santé sans doute dû aux mécanismes de ventilation douce et aux faibles gradients thermiques dans tout le volume (ce qui n'est pas le cas avec un chauffage électrique). Cette année, bonne production de mandarines et grosse production de fruits de la passion (+ de 170 et deuxième fructification en cours)

Cordialement
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Serre chauffée et isolée




par fidele castor » 06/11/14, 18:38

Bonjour Cortejuan, tous,

J'ai un projet similaire que je décris ici :
http://forum.apper-solaire.org/viewtopi ... highlight=

En espérant que nous pourrons croiser nos expériences.....
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par cortejuan » 16/12/14, 12:00

Bonjour,

vraiment intéressant surtout quand on peut récupérer les calories perdues de la maison. Dans mon cas, la serre est loin de la maison sinon j'aurais utilisé la pompe à chaleur pour chauffer la serre.

Sur mon projet, je continue à explorer ma technique pour en mesurer les inconvénients et les avantages.

- Concernant la récupération des calories accumulées dans le sol en été via ma réserve d'eau de 900 litres, ça ne marche pas ou plutôt ça marche mal...

En gros, durant l'été, les calories solaires ont permis de monter l'eau à une vingtaine de degrés durant 2 mois. Sans sollicitation, la température a doucement décru jusqu'à 17 degrés aux alentours de septembre. Quand les températures ont chuté et que le système de chauffage s'est mis en marche, la température de la réserve sous serre a décru jusqu'à atteindre 11 degrés ces derniers jours. Le point important est qu'en l'absence de sollicitation, la température ne remonte quasiment pas démontrant que l'inertie du sol chauffé en été, est beaucoup trop importante pour répondre aux baisses de température et aux fuites thermiques de la serre.

Donc en bref et en extrapolant mon expérience, espérer chauffer une serre, même la mettre hors gel avec des bidons d'eau, ça ne marche pas, l'effet ne sera certes pas nul mais insuffisant pour éviter le gel dans la serre. Il faudrait associer à ces bidons une très forte ventilation pour extraire les calories.

De même, chauffer la serre avec la chaleur accumulée en été dans le sol, demanderait d'améliorer terriblement l'échange thermique avec une batterie de forages à l'image du dispositif canadien cher à dédéleco.

Autre problème, une réserve trop chaude a comme inconvénient une forte évaporation et une serre très humide. J'ai fait un test en chauffant les 900 litres pour qu'ils retrouvent leur 17 degrés. Malgré la couverture de ma réserve (non hermétique), l'eau s'évapore et ça dégouline de partout.

Cela dit, ce serait à refaire, j'augmenterais la capacité de ma réserve sous la serre, non pas pour récupérer les calories estivales mais simplement pour simplifier mon installation (J'ai deux cuves extérieures de 1000 litres chacune que j'ai dû isoler).

Enfin, le système global marche plutôt bien, quand il fait froid, je fais une flambée tous les deux ou trois jours afin de monter l'eau de mes cuves extérieures à une trentaine de degrés, l'humidité ambiante est très faible (je suis obligé d'arroser le sol).

Concernant la réserve sous serre, même si comme je l'ai dit la chaleur captée dans le sol est peu récupérable, elle assure une température douce aux racines des plantes exotiques ce qui peut peut-être expliquer la double fructification de mes passiflores cette année.

Je tente cette année vanille, goyaves, annone, mangue et bananier (la folie n'est jamais très loin).

Cordialement

Et bon Noël à tous
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fidele castor
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par fidele castor » 28/12/14, 23:06

Bonsoir à tous,

Merci pour ce retour Cortejuan.
A voir tout ce que tu tentes de cultiver dans ta serre, ça fait plutôt rêver !

Le réchauffage par période froide, comme en ce moment, est sans aucun doute un sacré challenge !

Je suppose que tu dois craindre pour tes plantes en ce moment !

Je me suis aussi lancé dans un projet un peu fou pour alimenter entr'autres ma future serre :
http://www.oliomobile.org/viewsujet.php ... 48#p240548

Bonnes fêtes à tous !
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par cortejuan » 29/12/14, 18:09

Bonsoir,

Bravo pour ton projet un peu fou comme tu dis mais moi j'aime franchement. Dans le temps j'avais été séduit par les moteurs sterling et je rêvais d'en fabriquer un pour faire de la cogénération.

Concernant les températures, tu as raison, j'ai l'oeil rivé sur le thermomètre (sans fil, donc dans le salon).

Tout tourne plutôt bien même si je suis obligé de faire une flambée tous les jours où les deux jours pour maintenir 10 degrés malgré les -10 de la nuit passée.

La suite, sera la réalisation d'un capteur solaire thermique pour gagner encore quelques degrés gratuits.


Cordialement
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