Chauffage solaire conception

[dedeleco]

Il faut considérer la physique du stockage, de diffusion de la chaleur que j'ai déjà indiqué sur econologie et qui n'est pas ultrasimple comme une recette, sans vérifier sa validité, même en utilisant un logiciel, qui ne donne souvent aucune indication sur sa méthode de calcul, ni sur les hypothèses choisies.

Tout dépend de la durée de stockage (jour à nuit ou des mois, voire les 4 mois de fin été, automne à hiver , de la quantité de chaleur nécessaire, de la constante de diffusion de la chaleur dans la terre ( variable d'un facteur 4 réduite à un facteur 2 pour la distance de diffusion avec la distance comme racine carrée du temps par cette distance )
Mais vu que cette longueur caractéristique de diffusion sur 4 mois est d'environ 3 mètres à 6 mètres (roche dure compacte), il faut stocker sur un volume avec une dimension nettement plus grande que cette longueur de diffusion, soit 3m !!
Donc si 3m, il faut au moins typiquement 10m au cube soit 1000m3 !!
Sinon une grande partie de la chaleur envoyée se disperse dans le volume de départ augmenté de cette distance de diffusion, et donc la température récupérée est fortement diminuée.

Enfin, il faut calculer l'énergie stockée par m3 de terre, soit pour PAC pseudo géothermique, qui refroidit la terre (au départ à 13°C) au max de 10°C à 13°C avec la capacité thermique typique et qui n'est pas grande, pour ces 10°C de sorte qu'une PAC gèle la terre facilement, sauf si l'eau circule facilement dans cette terre pour renouveler cette chaleur !!!

Voir les chiffres dans :
http://de.wikipedia.org/wiki/Temperatur ... %A4higkeit
qui donne un résumé de toutes les grandeurs nécessaires .
Par exemple la capacité thermique de la terre est un peu en dessous de 1KJ/Kg°C soit avec la densité de 1 à 2,4 KJ/litre°C (le max est marbre ou granit)
soit pour 10°C donne 10 à24 megaJoule/m3 et en kWh, divisé par 3600s, entre 2,7kWh à 6,6KWh/m3 de terre refroidie à près de 0°C par la PAC !!
Donc c'est peu de kWh stocké par m3 (4 à 2 fois moins qu'avec de l'eau ) et donc il faut un gros volume pour éviter de congeler la terre en hiver.
Le volume de terre est celui atteint sur la longueur de diffusion, soit 3m de rayon autour du tube sous terre, soit 3x3x3,1416= 28m3/m de tube, soit 76kWh à 184kWh par m de tuyau (sur 4 mois) assez profond.
Donc à 100kWh/m environ (le double dans le marbre ou calcaire) il faut 100m de tube, pour sortir 10000KWh sans geler la terre (2800m3 de terre refroidie).

En chauffant l'été avec capteurs solaires, on peut chauffer bien plus que de 10°C, (13 à 23°C, assez faible ), mais de 40°C, de 20°C à 60°C par exemple et donc on stocke 4 fois plus que possible d'obtenir par PAC qui refroidit !!
Donc en stockant, le volume de terre nécessaire est plus faible.

Comme, sur capteur solaire, le soleil par an envoie environ au max 3kWh/m2jour sur 365 jours à rendement de 100% on obtient 1095kWh et à 50% environ 550kWh/m2an soit à 2,7kWh/m3 il faut 203m3 de terre par m2 de capteur ou à 10kWh/m3 en chauffant vers 50°C avec des pertes, il faut 55m3 de terre environ par m2 de capteur.

Ce sont des évaluations grossières, fonction de la terre ou roche réelle et de la T fournie par les capteurs solaires et des pertes par diffusion sur 4 mois, en oubliant la chaleur reçue en hiver, faible.

Enfin il faudrait disposer de moyens simples bien moins chers, de forage par perforateur à rallonge, de petit diamètre, comme utilisé par Uretek ou Geosec, pour injecter des résines de renforcement de terre en profondeur sous des fondations de maisons affaissées, comme j'ai expliqué dans des autres posts de econologie avec des liens.
Ce type d'injection de ciment peut permettre de bloquer avec du ciment, la circulation des eaux sous terre.