Stockage de la chaleur

[Obamot]

Oui Dedelco, j'avais vu une émission TV là-dessus (faudrait que je la retrouve). Cette maison entièrement passive, il me semble même que c'étaient les allemands qui s'y étaient intéressés (comme beaucoup de personnes des régions du nord), et il me semble aussi qu'il y avait une "maison tournante" suivant la course du soleil...!
Mais évidemment, soyons réaliste: c'est l'immense taille du réservoir (placé à l'intérieur même de la construction et qui fait presque toute sa hauteur!!!) qui fait tout le travail d'un bon tampon et la récupération de chaleur se fait évidemment TOUTE l'année. Ils ont juste très bien dimensionné les panneaux avec circulation du fluide réchauffé par le soleil.
Il est qmm très clair que sous nos lattitudes, comme ailleurs, ils ne serait pas souhaitable au vu des techniques actuelles, de stocker pour de longues périodes. @+

[chatelot16]

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.

bien sur qu'on peut tout calculer : que celui qui le peut le fasse , car moi en lisant tes references je vois des heures et des heures a passer pour faire des calcul valables : si tu est plus rapide que moi n'hesite pas

mais pourquoi faire un calcul complet de diffusion puisque ce qui m'interresse est la perte d'energie moyenne apres plusieurs annee de fonctionement (ce que tu apelle cas limite , en language mathematique )

comme d'habitude les calcul complet sont trop complique , et cest le bon cas limite qui est pratiquement significatif

etude en modele reduit , c'est bien si le resultat du modele reduit peut etre comparé a un calcul theorique exact pour valider quelque chose , sinon je ne vois pas l'interet : sans validation par raport a un modele theorique je ne serai meme pas sur des formule permettant de transposer les resultat du modele reduit au cas reel

[Obamot]

Comment pourrions-nous dimensionner correctement une installation sans faire de calcul, je vois pas?
Et en quoi faire un calcul serait un obstacle? Ceux qui savent les faire ne sont-ils pas prêts à apporter leur contribution, quelque chose doit m'échapper!

[dedeleco]

Les ordres de grandeurs avec calculs clairs et simples, permettent de cerner les limites de ce que des calculs détaillés vont donner, et d'éviter des erreurs que des calculs précis et lourds peuvent masquer parfois, car l'essentiel sont les hypothèses de calcul qui doivent correspondre à la réalité concrète des phénomènes, bien avant la précision des calculs.
Donc les analyses simples mais correspondant à la réalité du phénomène sont bien plus essentielles que des calculs très précis que souvent on ne comprend pas et qu'on doit croire les yeux fermés ( à moins de travailler dur sur leur démonstration).
Personnellement, je me méfie des simulations sophistiquées, si je ne peux pas connaître les hypothèses fondamentales qui ont servi à les réaliser et je préfère des calculs simples et rudimentaires d'ordre de grandeur, pour vérifier, qu'il n'y a pas divergence fondamentale avec la réalité.
Beaucoup de logiciels professionnels ont ce défaut, complexes avec hypothèses inconnues. Ainsi, on fournit des diagnostic précis pour vendre, à croire les yeux fermés, en manquant des éléments cruciaux, passés sous silence. on pinaille des 1 à 10%, mais on masque ou oublie des éléments qui peuvent changer 100%.

Il faut bien comprendre les bases des phénomènes de diffusion thermique car sinon les réactions intuitives usuelles ne correspondent pas à la réalité.
La chaleur ne se propage pas à vitesse constante comme un mobile, mais diffuse en parvenant à une distance (ou longueur de diffusion) qui croit comme la racine carrée du temps et donc avec une vitesse du front de chaleur qui se ralentit comme le temps en racine carré !!
Après un temps 10 fois plus long, le front de chaleur ne parvient que 3 fois plus loin, et au delà, vu la courbe gaussienne, rien, strictement rien, de la chaleur n'est encore parvenu, même pas une trace à 2 ou 3 fois la longueur de diffusion !!
Les calculs les plus précis, donneront toujours ce résultat basique du calcul simple de la longueur de diffusion avec le temps!!
La géométrie changera 10 à 30%, mais ce fait général reste vrai et est suffisant pour éviter les erreurs énormes.
Tout est basé sur ce fait que la chaleur reste stockée sur le volume de départ plus celui de la longueur de diffusion de la chaleur dans le temps passé, résultat basique, que toute simulation vérifiera pour l'essentiel.
Ce calcul est simple, compréhensible, exact à 30%, visible dans les équations solutions exactes utilisées pour les calculs prècis!!
Tout est en longueur x sur racine carrée de (constante de Diffusionxtemps) et cela permet une simulation immédiate en modéle réduit à temps réduit.

Au contraire un écoulement d'eau souterrain, comme une rivière, lui se propage à une vitesse constante et donc on doit être sûr qu'il ne se produit pas sous la terre utilisée, en regardant la structure géologique, (drainage, nappe phréatique, puits proches), en déviant les eaux de pluie, en le stoppant par injection de produit ou ciment rendant la terre étanche, ceci est bien plus essentiel qu'un calcul très précis.
La terre doit être un réservoir avec peu de fuites pour au moins un an.
Vu les incertitudes à ce sujet, mon point est d'avoir des prix bas, pour chaque éléments, (capteur d'été à 30€ le m2, tuyaux à 17€ les 50m, forages simples ) pour surdimensionner sans peine et absorber les incertitudes que même les calculs très précis ne peuvent pas éviter.

Cette méthode est l'inverse de beaucoup de professionnels, qui cherchent à pomper le maximum d'argent et évitent les solutions pas chères et qui ne proposent en mouton de Panurge que les solutions normées qui leur rapportent de l'argent, comme Pompe à Chaleur chères, renommées, à changer tous les 8 ans grâce à des normes pseudo-écologiques qui changent comme des girouettes (mon cas personnel avec architecte et les calculs précis le cachent)!!

En géothermie (terme trompeur), ils ne proposent jamais de chauffer la terre et de supprimer la pompe à chaleur, avec EDF qui pousse au nucléaire avec cela !!

Innover est difficile, pourtant certains réalisent cette méthode depuis plus de 30 ans et cela marche en dehors de la France !!
http://en.wikipedia.org/wiki/Earth_sheltering
http://en.wikipedia.org/wiki/Annualized ... rmal_Solar
Lire le résumé avec toutes les possibilités qui à mon avis ne sont pas toutes les meilleures et les plus simples :
http://en.wikipedia.org/wiki/Passive_solar_design

Le risque est qu'avec les normes les choix ne soient pas les meilleurs comme par le passé !!

obamot écrit :

Il est qmm très clair que sous nos lattitudes, comme ailleurs, ils ne serait pas souhaitable au vu des techniques actuelles, de stocker pour de longues périodes

Cette phrase montre l'influence inconsciente de notre conditionnement par les lobbys de l'énergie pour éviter les meilleurs solutions de bon sens:
Vous n'y pensez pas, plus de chauffage, plus de EDF nucléaire, en se chauffant avec la chaleur de l'été pour l'hiver de façon simple avec le réservoir naturel de la terre sous nos pieds, qui marche depuis 5 milliards d'années, sans nous !!!

chatelot1- écrit :

etude en modele reduit , c'est bien si le resultat du modele reduit peut etre comparé a un calcul theorique exact pour valider quelque chose , sinon je ne vois pas l'interet : sans validation par raport a un modele theorique je ne serai meme pas sur des formule permettant de transposer les resultat du modele reduit au cas reel

montre la difficulté d'assimiler la diffusion de la chaleur et les méthodes de loi d'échelle vérifiée par les modèles théoriques de diffusion, bien visibles dans toutes les équations en x/rac(D*t).
Cette difficulté a pour origine le mode d'enseignement Français qui souvent privilégie la formule théorique, à la place de sa signification profonde, des hypothèses, des ordres de grandeur, bien plus importants pour éviter les erreurs.
Pourtant cela crève les yeux :
sur x/rac(D*t) si on prend 10 fois plus petit le temps devient 100 fois plus court !
Si 100 fois plus petit, il devient 10000 fois plus petit , 6 mois et plus, voire des années, deviennent quelques heures.
La formule mathématique est inchangée !!
Lire et assimiler les bases qui servent aux calculs précis en diffusion de la chaleur :
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_equation
et la version typiquement Française à décoder :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Noyau_de_la_chaleur

[chatelot16]

le temps est une chose , mais le systeme doit marcher en continu pour toujours !

donc la distance de diffusion corespondant a une demi anné correspond a la distance ou la temperature sera variable autour de la masse de stockage : donc j'ai bien compris cette facon de determiner une dimension minimale pour qu'un stockage saisonier soit possible

mais ca ne me donne pas la puissance perdue

le calcul que du m'a fait est faux , tu ne compte que la chaleur perdue a chauffer la couche de terre pendant le temps de refroidissement du reservoir , mais helas ca continue a foutre le camp tout le reste de l'année meme quand l'hivers est fini et qu'on a plus besoin de chauffage ...

la puissance perdue est tout simplement lié a la temperature moyenne de la masse de stockage , la resistance thermique , et la temperture moyenne exterieure

par example si le sommet de la masse de stockage est sous 3m de terre , ca sera la meme chose que couvert par 8 cm de laine de verre : ca me parait un peu leger et me fait craindre de grosse perte : et encore le sommet de la zone de stockage sera percé par une multitude de forage : autant de pont thermique

c'est ce qui me fait preferer un reservoir d'eau : il suffit de 2 petit tuyaux pour l'utiliser parfaitement

et je ne compte sur la terre que pour isoler le fond du reservoir , ou on est sur d'un grand chemin dans la terre a parcourir : mais pour le dessus et une partie des coté je ne compte que sur du vrai isolant

je n'envisage pas encore de construire un reservoir de stockage de chaleur maintenant : c'est trop cher pour moi : mais j'ai exactement les meme question a resoudre , pour isoler de la facon la plus efficace possible un bassin de methanisation qui doit rester a 37° toute l'année

[bernardd]

le calcul que du m'a fait est faux , tu ne compte que la chaleur perdue a chauffer la couche de terre pendant le temps de refroidissement du reservoir , mais helas ca continue a foutre le camp tout le reste de l'année meme quand l'hivers est fini et qu'on a plus besoin de chauffage ...

Cela me rappelle les premières mémoures informatiques : un câble :-)

On envoie l'impulsion, et on la récupère un peu plus tard à l'autre bout...

Ici, c'est un peu la même idée, on injecte au centre :
- une partie repart vers la surface, ainsi réchauffée : on a intérêt à mettre la maison dessus, avec le bémol de la stabilité des fondations ;
- l'autre partie part vers le bas, et on met des tubes pour récupérer, ie refroidir, sur la bonne surface enveloppante.

Par ailleurs, la chaleur qui part sans être interceptée n'est pas vraiment perdue, puisque si on ne l'avait pas injectée, elle serait de toute façon partie dans la terre et l'atmosphère, puisqu'il s'agit de chaleur solaire.

Mais cela ne règle pas le stockage de l'eau chaude à haute température. Mais on peut stocker en eau chaude seulement le nécessaire, utilisant la terre pour le complément basse température, quand le stockage haute température est de toute façon saturé en été, les capteur inutilisés et la chaleur perdue de toute façon.

[bernardd]

Les réalisations existent en stockage intersaisonnier à eau chez Jenni : 100% des besoins d'eau chaude annuels (chauffage et sanitaire) d'un immeuble comprenant 2 T3 (82m²) + 3 T5 (115m²) + 3 T6 (130m²) avec ballon d'accumulation de 205 000 l (17m de haut et 4m diamètre (isolation comprise !) avec 276m² de panneaux solaire thermique en toiture ! Voir le pdf.
Ca représente de contraintes taille et n'est possible que pour un petit collectif neuf, mais il s'agit d'une preuve de la viabilité de ces propos.

Je viens de recevoir le livre en français édité par jenni. Il est vraiment très intéressant, en première lecture rapide, avec plein d'informations très concrètes.

On peut aussi voir en temps réel les températures de suivi de leur immeuble témoin : http://www.jenni.ch/index.html?html/Hei ... rinzip.htm

et les courbes annuelles : http://www.jenni.ch/pdf/MFH_Speichertemperatur.pdf

[dedeleco]

La solution Canadienne www.dlsc.ca est bien meilleure de stocker sous terre plutôt que dans d'énormes réservoirs toujours trop petits !!
Il est sidérant de constater que leur réservoir de x m3 (x inconnu, car je n'ai pas pu retrouver vite le pdf sur leur site) est au maximum de 80°C à 90°C dés la mi avril jusqu'à mi octobre !! Totalement aberrant !!
Donc c'est un volume insuffisant et pas assez isolé (2m d'isolant optimisé nécessaire ) non optimisé pour stocker de l'été pour l'hiver !! !!

Ils vendent de gros réservoirs et gros matériels, mais ce n'est pas du tout le plus économique possible, fort loin de la solution optimale, en stockant sous terre.
.
Comparez à dlsc.ca !!

[denis]

merci , jevais voir ça ,je suis en pleins dedans , avec ma construction ! 40 m de puits canadien avec chauffage verriere prevus , de 4.5 m à2.5 m de profondeur ... maison sur-isolé tout paille

[dedeleco]

C'est un beau puits Canadien :

40 m de puits canadien avec chauffage verriere prévu , de 4.5 m à2.5 m de profondeur ... maison sur-isolé tout paille

profondeur et volumes un peu limites pour garder la chaleur de l'été à l'hiver (car diffusion de la chaleur sur 3 m environ). il s'agit de terre ordinaire, je suppose, car la diffusivité de la chaleur est variable suivant la nature du sol, le plus rapide est en pierre granit ou calcaire qui diffuse sur 6m !!
Donc vous pouvez stocker la chaleur d'été sur le volume de terre à 2 à 3 m autour de votre puits canadien qui a quelle largeur ?
si un seul cylindre, la chaleur d'été va diffuser sur un rayon de 3m environ soit une surface de pix3^2=28m2 sur 40m donne un volume de terre chaude de 1131m3 en principe très bon pour stocker d'été sur hiver, mais pas assez profond, ce qui entraîne qu'une partie, celle à moins de 3m de profondeur est perdue en fin d'hiver vers la surface et le froid de l'hiver.
Donc un peu plus de la moitié de cette chaleur sera retrouvée pour chauffer au cours de l'hiver.
La capacité thermique du sol change suivant sa nature, mais si terre arable à 1KJ/°C.litre (peut être le double) à plus de 20°C+36°C=56°C on peut récupérer 10KWh /m3 grossièrement, et donc avec la moitié du volume de terre gardant sa chaleur à 56°C, pour l'hiver on peut espérer avoir 1131m3/2x10=5655KWh en chaleur venant de l'été, après avoir bien surchauffé le puits Canadien en été à 60 à 80°C avec capteurs solaires pendant surtout les mois de fin été et début automne avec des capteurs solaires de bonne surface pour donner au total au moins 2x5655=11310KWh en été dans le puits canadien , { en oubliant la fonction rafraichissante du puits Canadien (qu'il est possible d'avoir de nouveau avec un petit puits canadien d'été de petite taille à faible profondeur entre nuit et jour, pour les quelques jours de canicule)}.
Si la maison avec capteurs solaires d'hiver efficaces et la très très bonne isolation en paille (33KWh/m2 sur l'hiver ?), consomme moins de 5000 à 6000KWh sur tout l'hiver (1/6ième des 30000KWh (200KWh/m2), que consomme une maison usuelle des années 70 Française pas bien isolée), alors cela doit permettre de passer l'hiver qu'avec ce chauffage solaire d'été sur hiver dans le puits Canadien en plus de ce que donne le soleil en hiver !!
Le plus gros et difficile est la réalisation du puits Canadien et donc cela vaut la peine d'être essayé sur ce puits Canadien existant.
Les capteurs solaires peuvent être purement à air chaud circulant dans le puits canadien ou a eau chaude circulant aussi dans le puits canadien, pourvu que la chaleur à 60°C à 80°C, parvienne dans la terre du puits Canadien.

Cette maison avec 40 m de puits Canadien est idéale pour stocker de l'été pour l'hiver une partie de la chaleur en trop en été sur des capteurs solaires, qui peuvent êtres très rudimentaires comme tuyau noir sous verre ou plastique, pour leur plus grande partie..

C'est juste une évaluation très très grossière qui peut être précisée, en fonction de la structure du puits Canadien, de la terre et roche autour et des autres caractéristiques précises.
Si on peut rapporter de la terre par dessus le puits Canadien pour qu'il soit plus profond, sa capacité thermique peut être doublée.

Pour plus de précisions voir les valeurs de :
http://www.terre-crue.fr/etudes-techniq ... mique.html
http://www.worldlingo.com/ma/dewiki/en/ ... %A4higkeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Temperatur ... %A4higkeit