17 octobre 2007
EAU CHAUDE SANITAIRE BOIS FUEL SOLEIL
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EAU CHAUDE SANITAIRE BOIS, FUEL, SOLEIL
1 Préambule
2 L'eau Chaude et la Télé…
3 Le Schéma ECS (Eau Chaude Sanitaire)
4 Le chauffage
5 Le Schéma complet
6 Conclusions
1 Préambule
Cet article n'est pas réellement nouveau puisque l'eau chaude solaire et le couplage des chaudières ont décrit ces particularités, sans toutefois insister sur l'eau chaude en général.
(c'était normal c'était orienté solaire !)
C'est le but de cet article qui se veut plus précis sur les avantages du système.
2 L'eau Chaude et la Télé…
Je veux revenir sur le sujet énergétique de l'eau chaude, car c'est un sujet qui me tient particulièrement à cœur. Je n'avais pas jusqu'à présent cherché à quantifier complètement ce sujet, mais c'est maintenant chose faite.
Pour chauffer 100 litres d'eau de 10° à 55°, il faut 5 KWH d'énergie (souvent électrique en tertiaire). Sachant que les besoins en eau chaude à 60° sont d'environ 35 à 40 litres par jour et par personne, le calcul minimisé est très vite fait pour une famille de 3 personnes :
COÛT ÉNERGÉTIQUE : ~5 KWH / jour (ou 5000 Wh/jour).
Passons maintenant au sujet énergétique d'une télé (à tube cathodique standard) de 36 cm.
Je vais parler dans l'immédiat, non plus en consommations (KWH) mais en consommations apparentes* (KVAH -Kilo Volts Ampères Heures-), car je ne suis pas équipé pour les mesures de puissances actives en KW. Cela ne perturbera pas la démonstration bien au contraire, car cela aura tendance à minimiser ce que je veux démontrer.
La télé de référence (en 220 V) a besoin d'un courant de 108 mA en FONCTIONNEMENT et de 13 mA en VEILLE.
Cela fait donc une puissance apparente de 23 VA en mode FONCTIONNEMENT, et 2.86 VA en mode VEILLE.
En admettant 6 heures de fonctionnement journalier de la télé, il reste donc 18 heures de veille soit :
2.86x18= 51 VAH (Volt Ampères Heures). Ce sont ces heures de veille qui sont en litige…
On va prendre la liberté de dire que ces VAH (Volt Ampères Heures) sont équivalents aux WH (Watts Heures). Donc 51 WH (Watts Heures).
En eau chaude, si l'on abaisse seulement de 5° par un mélangeur ou par le thermostat (attention aux bactéries !) la consommation passe de 5 KWH à 4.5 KWH. Nous avons gagné ainsi 500 WH (Watts Heures) par jour.
Il faut alors comparer 500 et 51 pour bien comprendre que le mode VEILLE de la télé c'est très bien d'y faire attention, mais les comportements face à l'eau chaude, sont encore bien plus importants.
Réduire sa consommation d'eau chaude de 10% représenterait aussi la même échelle de comparaison !
Je vais envoyer l'adresse du blog à Evelyne, Sébastien et Catherine. Il faut rester pragmatique dans l'échelle des valeurs, et appeler un chat un chat.
La première chose est donc de commencer par régler le thermostat du chauffe-eau, toujours réglé d'origine à une valeur élevée (le chauffe eau est plus vite "foutu" !)
J'allais oublier … et les fuites d'eau chaude… Alors là c'est la "cata" !
----> L'électricité reste un moyen de chauffage de l'eau des plus chers qui soit !
Quand on veut inciter à un beau geste, celui-ci doit en valoir réellement la peine c'est mieux !
Une formule extraite d'un site en référence** en fin d'article, a le mérite d'être simple et accessible à Monsieur tout le Monde :
________________________
E = 0.00116 x V x (Tc – Tf) où
E est l’énergie, en kWh, prise et conservée par l’eau chauffée (Énergie considérée sans pertes)
V est le volume, en litres, de l’eau chaude produite;
(Tc – Tf) est l’élévation de la température de l’eau : Tc étant la température de l’eau chaude stockée dans le réservoir et Tf la température de l’eau froide alimentant le chauffe-eau;
0.00116 est une constante qui tient compte à la fois, des caractéristiques thermiques de l’eau et des unités utilisées.
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L'immense intérêt de cette formule simple est de montrer combien il est important de pouvoir élever le niveau d'entrée de la température de l'eau, cela diminuant directement l'énergie nécessaire en proportion.
Il s'agit alors de préchauffage.
3 Le Schéma ECS (Eau Chaude Sanitaire)
Le schéma de la partie eau chaude solaire reste simple dans son principe. C'est toujours un ou plusieurs ballons de stockage ! Cependant il est possible de réaliser plusieurs fonctionnements, très différents en fonction de ses propres besoins en ECS, de sa région, et de sa consommation en ECS.
Avec 2 ballons de stockage, il va être possible de fabriquer de l'eau chaude à partir du soleil, du bois, du fuel.
Il va non seulement être possible de faire un de ces 3 modes unitaires, mais aussi d'assurer un préchauffage par un mode ou l'autre.
(Les coûts énergétiques interdisent bien naturellement de préchauffer au fuel !)
Il va être possible de préchauffer au bois ou au soleil, par le biais de la chaudière bois ou du chauffe-eau solaire.
Les 3 énergies sont ainsi possibles avec dans l'ordre solaire, bois et fuel
Ainsi le chauffe-eau solaire va pouvoir préchauffer l'eau qui va entrer à la place de l'eau froide dans la chaudière fuel qui est la seule à comporter un ballon.
De même, la chaudière fuel va pouvoir fonctionner "en radiateur" lorsque c'est la chaudière bois qui est utilisée.
Le "Mix" solaire, bois et fuel peut ainsi fonctionner. Chacun apportant ce qu'il peut à l'édifice de l'eau chaude.
Le "final" de température ECS étant éventuellement compensé par le fuel.
Voir l'article sur le solaire dans le même blog
Ça marche bien, mais il est vrai que l'installation devient un tantinet compliquée pour un utilisateur lambda.
L'installation avec le principe de préchauffage et la température d'usage stable représente ce que désirent les maîtresses de maison :
De l'eau Chaude toujours à la même température quelques soient les conditions !
4 Le chauffage
Pour rappel le petit synoptique de l'article sur le couplage des chaudières dans le même blog.
Là aussi le chauffage intervient directement pour la production d'eau chaude. Le type de chauffage du moment va bien entendu conditionner la méthode de production d'eau chaude sanitaire.
Le principe le plus important dans ce montage est celui où la chaudière bois va "voir" la chaudière fuel comme un radiateur.
C'est cela l'idée la plus importante. De ce principe découlera le chauffage de l'eau sanitaire par la chaudière bois.
Rien n'est parfait et il y certainement quelques petites pertes par les cheminées, mais cela doit rester minime par rapport au économies de fuel réalisées, et donc c'est bon pour la planète !
De toutes façon il faut comprendre que les énergies fossiles se sont réalisées en plusieurs millions d'années par le soleil, et que l'on veut brûler en quelques dizaines d'années tout ce que le soleil avait fait depuis la nuit des temps. Cette inflation d'énergie ne peut être que néfaste et c'est ce que l'on commence seulement à constater.
Brûler du bois (sans aller trop loin) ne participe pas à cette inflation.
5 Le Schéma complet
Il avait déjà été publié, et il n'a pas changé. On comprend facilement les nombreuses possibilités offertes par ces différents dispositifs producteurs de chaleur.
Ce schéma parait un peu compliqué à priori, mais les principes énoncés dans les deux articles sont seulement rassemblés et lorsque l'on bien saisi les principes, cela reste clair.
Il faut s'attarder quelques instants quand même...
6 Conclusions
Je devais faire un peu la synthèse des deux articles sur le solaire et le couplage des chaudières. C'est fait, mais il est évident que c'est inutile de recopier chaque article, aussi je vous laisse les lire indépendamment.
* (Le Volt Ampère VA ou le KVA (Kilo Volt Ampère) représentent des puissances Apparentes et on peut dire que c'est un maximum puisque c'est l'hypothénuse d'un triangle rectangle dont un côté est la puissance active exprimée en W ou KW et l'autre côté la puissance réactive en VAR ou KVAR. Le fait d'ajouter des heures après transforme toutes ces unités en consommation ou énergie).
Des sites intéressants à visiter donnent aussi bien des éléments de calculs et de comparaisons :
** http://www.cjonquiere.qc.ca/sousmontoit/chronique100.html
http://www.apere.org/manager/docnum/doc/doc219_0222-Co%C3%BBt_%C3%A9nergie_consomm%C3%A9e.pdf
http://www.epsic.ch/Branches/electrotechnique/theorie/calorifique/110.html
A noter pourtant que les mauvaises habitudes ont la vie dure concernant le gaspillage d'eau chaude. Cela me concerne aussi malheureusement comme tout un chacun !
On a pu vérifier par le calcul que la réduction de consommation d'eau chaude de 10% ou la réduction de 5°C permettent d'économiser 500 WH par jour, ce qui est important pour la planète.
CECI EST 10 FOIS PLUS IMPORTANT
QUE LA TELE EN VEILLE !
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Commentaires
revoyez vos calculs
votre raisonnement n'est pas bon. Si j'ai l'habitude de consommer 40 litres d'eau par jour à 55 degrés, en abaissant la température à 50 degrés j'en consommerai 44 pour avoir un confort équivalent. Ceci dit il est effectivement préférable d'abaisser la température de l'ECS car celà minimise les pertes du ballon de stockage, mais le gain ainsi obtenu est bien moindre par rapport à votre calcul. Il existe un cas où ce gain est légèrement plus important(mais toujours bien plus faible que votre calcul): c'est lorsque l'ECS est produite par un système de pompe à chaleur, dans ce cas le coefficient de performance est meilleur à des températures plus basses.
Re eau chaude
Bonjour,
Merci de votre commentaire. Je ne comprend pas trop bien, car le volume moyen utilisé reste identique mais j'incite seulement à utiliser une température MOINDRE.
Je démontre seulement ainsi que l'économie est beaucoup plus importante que la télé en veille!
On parle d'économie d'énergie électrique par l'abaissement de la température d'utilisation.
Un autre commentaire intéressant a été publié sur "Eau chaude pour la machine à laver" dans le même blog.
Meilleures salutations.
Re eau chaude
Je crois comprendre le commentaire de "a"...
Supposons que j'ai l'habitude de me laver avec une eau à 37° par exemple.
Si j'ai une eau chaude à 55°, il y aura x% d'eau chaude dans mon eau à 37°, et je consommerai pour mes douches 40 litres d'eau chaude par jour.
Si j'ai une eau chaude à 50°, il y aura y% d'eau chaude dans mon eau à 37° (y étant supérieur à x), et je consommerai alors 44 litres d'eau chaude par jour.
Il faudra moins chauffer l'eau, mais il faudra en chauffer une plus grande quantité.
Globalement, pas sûr que l'économie soit donc aussi grande que vous le calculez.
Re Potam
Bonjour,
Je crois qu'il y a plusieurs considérations à apporter pour expliquer ces doutes .
La première est que ce qui est donné en calories à un instant par n'importe quel artifice, qui est mesuré et positif en termes de bilan ne sera pas à fournir par la production ECS traditionnelle.
Le deuxième élément est que pour pouvoir comparer les bilans, il faut traiter chaque sujet de manière identique. Ainsi une douche sera par exemple à 37° et comptera 40 litres. Dans cet aspect, les énergies sont obligatoirement différentes en production traditionnelle puisque l'utilisation est identique. Il ne peut donc y avoir 44 litres par simple définition.
Je crois avoir été ambigü lors de ma première réponse, puisque j'ai parlé de température moindre (il fallait dire moindre en énergie traditionnelle et non en température)
J'espère que ces quelques précisions permettront d'y voir plus clair. Il est une chose certaine, c'est que ça fonctionne.
La tâche est cependant immense pour mettre en chiffres tous ces éléments, et avec un matériel certainement un peu désuet.
Je vais un peu plus dans le détail dans les articles qui suivent.
Merci de votre intérêt pour mes articles et meilleures salutations.
bricolsec
température moindre
Bonjour et merci pour votre réponse rapide.
"Je crois avoir été ambigu lors de ma première réponse, puisque j'ai parlé de température moindre (il fallait dire moindre en énergie traditionnelle et non en température)" : expliqué ainsi, c'est effectivement convainquant.
En revanche, dans votre article, le passage suivant reste à mon avis ambigu "La première chose est donc de commencer par régler le thermostat du chauffe-eau, toujours réglé d'origine à une valeur élevée". Dans le contexte, on a l'impression qu'il s'applique à n'importe quelle installation traditionnelle, et du coup la remarque soulevée par "a" et que j'ai reformulée plus haut reste valide.
Mais cela n'enlève rien à la qualité de votre site que je trouve très inspirant et dont chaque sujet est étudié avec une grande rigueur et minutie.
Re potam température moindre
Bonjour,
Il y a des gens passionnés qui lisent et c'est bien.
Effectivement, la remarque de température du chauffe eau, n'a que peu en commun avec le coeur du sujet. C'est seulement un principe de base qui arrive un peu en préliminaire général.
On ne saurait penser à tout, mais il est cependant vrai que mes articles sont principalement réalisés à l'image de mes installations, et j'ai effectivement tendance à généraliser. Je pense, peut-être à tort, que chacun prendra ce qui l'intéresse en faisant son propre parallèle...
Pour la petite histoire, il faut dire que l'on revient souvent pour compléter ou corriger des petits oublis ou imprécisions, et que dans cette optique, le sujet passe un peu sur le côté... L'essentiel étant de le dire (peut-être pas explicitement au bon endroit !)
Pour l'instant je ne touche pas aux articles déjà rédigés, mais je prends note pour les suivants.
Merci de vos commentaires sur le fond.
Meilleures salutations.
bricolsec
Bonjour
Votre installation est très interessante, mais je m'interroge sur l'absence de ballon hydroaccumulateur couplé à la chaudière bois.
Comment arrivez vous à gérer la surchauffe de la chaudière sans que le système monte en ébullition ?
De fait n'y a-t-il pas des retours d'eau tiède dans la chaudière bois par le biais de la vanne 4 voies avec les conséquences négatives que cela engendre ( goudron , bistre) et mauvaise combustion ?
Je crois voir un vase d'expansion est-il suffisant ?
A terme n'avez vous pas une consommation en stère de bois très élevée ?
Merci pour réponse.
Je souhaite réaliser une installation identique sauf que dans mon cas il s'agit d'une chaudiere murale gaz au lieu du fuel.
Cordialement.
Re LUCOUNOUK
Bonjour,
La chaudière fuel possède un ballon d'ECS de 100 litres qui assure une certaine fonction d'accumulation. Un gros radiateur (celui du couloir) est toujours ouvert en plein, ceci ajoute donc l'inertie suffisante. Il est vrai qu'il ne faut pas "charger à mort" la chaudière bois, comme toute chaudière bois.
Il n'y a pas de consommation excessive de bois, mais quelques dépôts de bistre au niveau de la chaudière, qui ont toujours existé, car avant le couplage, cette chaudière bois était seule. La liaison des deux chaudières a été faite lorsque j'ai abandonné définitivement le chauffage électrique.
Je vous rappelle que la chaudière fuel est vue (suivant les modes de couplage) comme un radiateur. (C'est le mode le plus habituel de fonctionnement que j'ai utilisé cet hiver). La nuit, je bascule un seule vanne et les pompes pour passer au fuel.
A la lumière des hivers passés, le mode exclusif bois ou fuel me semble plus adapté, car plus simple. La chaudière bois "termine sa vie" le soir sur le seul radiateur du couloir et le fuel reprend le relais pour les nuits (2 ou 3 jours par semaine seulement)
Il y a un seul vase d'expansion à pression atmosphérique, et deux soupapes en sécurité.(un onduleur est là aussi en sécurité également).
Je pense que ce mode de fonctionnement est plus adapté à mon cas précis, mais les autres possibilités restent utiles je pense.
La vanne 4 voies est toujours ouverte en grand sauf l'été pour l'ECS seule.
Le préchauffage solaire de l'ECS a lieu été comme hiver (mais il faut être honnête et dire que l'hiver c'est pas le Pérou !)
Pour résumer, outre le choix d'une chaudière ou l'autre, le plus utile me semble-t-il est qu'il n'y a qu'un seul circuit radiateur et quelques vannes qui permettent d'éviter de chauffer les cheminées, (notamment par le fuel).
La chaudière bois nécessite cependant une présence régulière pour l'alimenter, et c'est certainement le point le plus embêtant.
Je suis satisfait du fonctionnement en général et l'eau chaude ECS est toujours présente en quantité et température.
Bonne continuation dans vos travaux et meilleures salutations.
bricolsec
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