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Du Solaire pas cher !

Chauffe-eau mixte solaire + bois + réchauffeur électrique *

* le réchauffeur électrique prend le relais quand l’eau de la réserve n’est pas assez chaude (durant les journées douces sans soleil par exemple)

Mise à jour du 30/06/2020



Les pompes sont en "charge"
(cliquer sur l'image pour l'agrandir)

"Ce n'est pas si simple que ça, d'être simple" (Pierre Reverdy)



Voici un chauffe-eau mixte (solaire + bois + réchauffeur électrique) pas cher, simple à construire, mais efficace.

Attention : L'installation présentée ici démontre que l'on peut construire soi-même un système mixte pour chauffer de l'eau. Toutefois, il convient d'avoir des connaissances et de l'expérience avant de se lancer dans ce genre de construction.

Je ne saurais être responsable des dégâts, voire des accidents qui pourraient résulter d'une mauvaise interprétation de ce site !

J'ai préféré un système à vidange automatique ("drainback") qui veut que les capteurs se vident dès que les pompes s'arrêtent de fonctionner. Ce système est surtout utilisé en montagne et dans les pays nordiques (Oui, on utilise le soleil dans le grand nord ;o)

L'avantage de vider les capteurs la nuit ou quand il fait froid : pas de risque de gel et pas besoin d'antigel non plus.

Ce chauffe-eau est prévu pour 2 personnes économes en eau, mais qui prennent chacune une douche par jour ;o).

La réserve d'eau chaude de 60 litres est uniquement un stock de calories dont le rôle est de chauffer l'eau sanitaire via un serpentin en cuivre. J'ai trouvé ce principe tout seul dans mon coin, alors qu'il est déjà commercialisé, notamment par Rotex... Donc, l'eau chaude qui sort du robinet n'a pas stagné dans un ballon pouvant contenir des bactéries du genre Legionella par exemple...

Certains matériaux utilisés peuvent paraître "légers". Mais rassurez-vous, je les ai testés avec soin et certains pendant plus de 10 ans, comme les tubes caloporteurs. Ces tubes sont du type "Tricoclair", mais l'on peut très bien utiliser des petits tubes en PER.

N'oublions pas que le but est : de faire simple, efficace, fiable et pas cher !


A partir de vos questions, j'ai créé une >    Foire Aux Questions

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Pour les électriciens voici le schéma : schéma electrique



Le schéma complet thermostats/Arduino

Le schéma complet thermostats/Arduino au format qet (qelectrotech)



Le schéma pour l’Arduino

Le schéma Arduino au format qet (qelectrotech)



Le programme Arduino

Le fichier texte du programme Arduino

Merci à Bernard et aux autres géniaux intervenants du forum Arduino pour leur aide si précieuse !





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Les deux bidons (60 et 120 litres) en polyéthylène (PEHD) avec leur isolant. On peut utiliser des particules de polystyrène dense (broyer des chutes), par exemple. Le bidon externe peut très bien être remplacé par une caisse en bois ou en panneau de particules type extérieur (CTBH) ou en contre-plaqué marine (CTBX). Le serpentin en cuivre ø ext = 8 mm - L = 12 à 15 m. Le mitigeur thermostatique 1er prix et le clapet en amont. Tout est dans "la boîte" ; pas de fouillis à calorifuger à l'extérieur ;o)

Le couvercle sur l'image est celui du petit bidon (interne).

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Et voici la "réserve du patron". Heu non... les réserves d'eau :o)
Notez que le bidon supérieur sert à réutiliser l'eau qui sort du lave-linge pour remplir la chasse d'eau du WC





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Toutes les conduites sous pression (3 bars) sont en "Tricoclair" ø int 6 mm. Ça fait ses preuves depuis 10 ans dans la maison... Les tuyaux qui vont aux capteurs sont également en "Tricoclair".

Un thermostat doit être installé : il coupe l'alimentation électrique des pompes quand l'eau de la réserve est à 70°C. Les bidons résistent à l'eau bouillante, mais pas les pompes.

J’ai installé deux petites pompes chinoises de bonne qualité AUBIG DC40-1250 12VDC 520 litres/heure ; elles peuvent remonter l’eau à 5 mètres de hauteur.

Le tuyau qui amène l'eau à la pompe doit être en pente descendante et ne doit absolument pas présenter de "siphon" . Une petite courbure en "siphon" risque de piéger des bulles d'air dans la pompe et empêcher son fonctionnement correct.

Le thermomètre a été remplacé par un modèle digital à 5€ dont la sonde est introduite dans un "doigt de gant" en tube PE ø int = 4.6 mm L= 200 mm, thermoformé au briquet (évasé d'un côté pour ne pas glisser à travers l'orifice du couvercle, et soudé étanche de l'autre).






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Faut pas rêver, le soleil ne brille pas tous les jours en Alsace. Il y a des journées douces, mais sans soleil, où l'eau n'arrive pas à 50°. J'ai installé un petit chauffe-eau électrique instantané pour compléter les degrés manquants.

Même quand l’eau de la réserve est froide, le petit réchauffeur suffit pour chauffer l’eau en sortie à 45°C aussi longtemps que l’on veut.

Avec ce système on n’est j’amais à court d’eau chaude !

Mais, on ne chauffera à l'électricité que l'eau puisée et non celle de la réserve. C'est beaucoup plus économique qu'un ballon et donc... peu répandu en France...

Siemens et d’autres marques proposent des réchauffeurs électriques très bons pour pas cher sur Internet

Attention : le chauffe-eau électrique Clage que j'ai installé n'est pas thermorégulé d'origine  et supporte la chaleur de la réserve (J'ai installé une régulation électronique à l'extérieur.). Il vaut mieux installer le modèle MDX (ou autre modèle thermorégulé) à l'extérieur de la réserve

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Les capteurs sont auto-construits comme le reste.

Les tuyaux "Tricoclair" ø 6-12 mm conduisent les calories vers la réserve.

Les "Tricoclair" aller et retour courrent dans une goulotte 40x80mm en PVC et sont isolés par des manchons en mousse noire øint=12mm, épaisseur paroie=13mm, ø total=38mm

Prévoir une jonction en silicone entre les sorties des capteurs et les tubes en TRICOCLAIR, car ça chauffe et les tubes Tricoclair ne vont pas supporter !

Deux petits bouts de tuyaux en silicone ø int=6mm Long=5 cm feront l'affaire :
- glisser un embout cannelé double ou un embout pour fil électrique souple (Ø=6mm²) légèrement évasé aux extrémités dans les tubes silicone et Tricoclair
- utiliser un petit collier en polyamide larg=4mm en guise de collier de serrage

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Le détecteur solaire :

Un thermostat à bulbe 0-200°C réglé sur 40°C.

La sonde à bulbe est placée dans un petit bocal.



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Une tôle de cuivre (épaisseur = 0,5mm) capte le rayonnement solaire et transmet la chaleur à la sonde du thermostat.


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Les deux capteurs sont en série et la sortie est équipée d’un « doigt de gant » (une tôle 0,5mm recuite et roulée en S) pour y loger la sonde DS18N20 de l’Arduino.

Les tuyaux en « Tricolclair » ne supportent pas la chaleur du collecteur, d’où l’utilité du petit tube de jonction en silicone.

Le tout est recouvert d’un manchon isolant en EPDM ø12-38mm.

J’ai installé de la même façon une sonde sur la sortie du serpentin du poêle à bois.

Ce capteur est isolé avec de la laine de roche et inséré dans une enveloppe en tôle d’alu ø30mm.

La sonde dans le bas de la réserve est glissée dans un tube en cuivre étanche d’un côté. Les sondes DS18N20 ne supportent pas forcément l’humidité.



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J’ai maintenant le
choix entre deux systèmes de régulation de température :

- Les trois thermostats électro-mécaniques.

- Un Arduino Uno + deux relais opto-isolés 5V/10A + trois sondes DS18B20.

Le tout est logé (coincé :-) dans une boîte de dérivation 80x80mm.


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Et voici le petit dernier : l'échangeur pour le poêle à bois. Un tube de cuivre ø ext=6 mm, L= environ 8 mètres. Une chute de tôle 23 x 44 cm plaquera la spirale contre le foyer et confinera l'air chaud.

Notez que ce serpentin n'est pas relié à un circuit sous pression. La vapeur  générée par une surchauffe accidentelle peut donc rapidement s'échapper vers la réserve d'eau !





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L'échangeur "bois" est raccordé aux tubes caloporteurs (Tricoclair). J'ai inséré un petit bout de tube silicone entre la sortie du serpentin et le tuyau "Tricoclair" ; le serpentin peut momentanément devenir trop chaud.
Un thermostat à bulbe 350°C assure la mise en service de la pompe de circulation.

Actuellement, j'ai inséré dans le raccordement "aller" un claplet anti-retour sans ressort (J'ai sorti le ressort.). La ciculation de l'eau peut ainsi continuer quand l'eau se met à bouillir dans le serpentin (pas de contre-pression). Ce clapet retient l’eau dans le serpentin une fois la pompe à l’arrêt. De ce fait, à la prochaine chauffe le reste d’eau dans le serpentin se mettra à bouillir et la vapeur chauffera la sonde Arduino installée sur la sortie du serpentin. Un nouveau cycle de chauffe pourra commencer.



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Et voici le générateur de calories : un poêle DECORIS de chez FRANCE-TURBO
L'échangeur est placé à l'endroit le plus chaud du foyer et la sonde du thermostat 350°C est placée juste au-dessus. La sonde Arduino est placée sur le tube de sortie dans une enveloppe en tôle d’alu ; elle est isolée avec de la laine de roche.

J'ai ôté la grille de protection pour prendre la photo.

Notez que ce serpentin n'est pas relié à un circuit sous pression. La vapeur  générée par une surchauffe transitoire peut donc rapidement s'échapper vers la réserve d'eau !

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Et ça maaarche !
Mes calculs (tu parles, mon pif) ont été bons  :o)

g
Nous utilisons 3 à 4 stères de bois par an pour chauffer toute la journée notre petit chalet (température = 25 à 30°C).

Jusque-là, nous utilisions 1 bouteille de gaz butane (26 litres) par mois pour l'eau chaude et la cuisson. Nous la faisons tenir plus de 8 mois maintenant (repas chauds tous les jours ;o).

La consommation totale d'électricité n'a pas augmenté (1500 KW par an), car le réchauffeur électrique ne fonctionne pas souvent. Par exemple, au printemps ou en automne, alors que le soleil n'arrive pas à chauffer l'eau à la température voulue, la flambée du matin ou du soir complète en général le stock de calories pour l'eau chaude.

Notre installation a été amortie en moins de... 3 ans ;o)

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