27 novembre 2009
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Published by Corentin & Virginie
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Concept technique
20 février 2009
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L'eau chaude sanitaire sera produite par 5m2 de capteurs solaires thermiques (capteurs plans) et l'appoint sera réalisé par une pompe à chaleur air-eau (une résistance électrique sera également présente en secours dans le ballon d'eau chaude).
Au départ nous voulions investir dans une "tour thermique" spécialement adaptée pour les maisons passives. Une tour thermique est un appareil qui a la taille d'un ou deux réfrigérateurs (selon le modèle) et qui regroupe système de production d'eau chaude sanitaire, ventilation double-flux et chauffage avec pompes, régulation, etc. En finalité ce système nous prenait trop de place dans la buanderie (notamment les gaines d'air neuf et d'air vicié) et nous avons eu également un peu de peine à trouver des installateurs...
Pour plus d'informations sur les tours thermiques, voici quelques fabricants et modèles :
- Viessmann Vitotres 343 (produit allemand)
- Nilan VP 18 (produit suisse)
- Stiebel Eltron LWZ 303 (produit allemand - celle que nous voulions installer)
- Paul Compakt 360DC (produit allemand)
Nous avons donc opté, en finalité, sur un produit plus classique en apparence mais pourtant innovant : une pompe à chaleur air-eau DC-Inverter de la société AIRPAC et des panneaux solaires tubulaires sous-vide à double déflecteur (image ci-dessus). La pompe à chaleur étant installée à l'extérieur et la ventilation double-flux étant dissociée du système, cela nous a permis de gagner beaucoup de place !
Le choix d'une pompe à chaleur air-eau peut sembler curieux car en général, pour des constructions basse consommation, on a plutôt tendance à s'orienter vers des pompes à chaleur géothermiques (capteurs enterrés horizontaux ou sondes verticales). Mais dans le cas de la maison passive, il ne faut pas oublier que les besoins de chauffage sont très faibles. Les besoins en eau chaude sanitaire, eux, restent à peu près constants toute l'année.
Notre pompe à chaleur fonctionnera donc à 90% pour produire l'eau chaude sanitaire en complément du solaire et maximum 10% en chauffage. Pour produire l'eau chaude sanitaire, il est intéressant de travailler sur l'air car les températures extérieures sont suffisantes en mi-saison et en été pour obtenir de très bons COPs et équilibrer la moins bonne performance hivernale.
Ce choix permet donc d'avoir une performance globale largement comparable aux pompes à chaleur sur capteurs enterrés mais à un coût d'investissement plus faible, ce qui est le but recherché puisque l'investissement dans une maison passive est d'abord accès sur l'enveloppe du bâtiment et non la technique.
Le schéma de principe de l'installation ressemblera à celui ci-après (source CIAT) :
Notre zone géographique et l'altitude du projet ne nous permettent pas de prévoir un système de chauffage à air (par exemple via la VMC double-flux) comme cela peut être le cas dans certaines régions. C'est pour cela que nous installerons nous-même un plancher chauffant dans les principales pièces du rez-de-chaussée afin de garantir un certain confort par grand froid. En revanche pas de systèmes de chauffage à l'étage mis à part une batterie air-eau de post-chauffage sur la pulsion de la VMC double-flux.
A noter que la pompe à chaleur (PAC) adopte la technologie DC-Inverter. Le COP (Coefficient de performance) du système DC-Inverter est de 20% supérieur à celui des PAC Inverter classique grâce à l'optimisation des conversions courant alternatif/courant continu en agissant sur la fréquence et la tension d'alimentation.
Le système solaire est composé de tubes sous-vide de SOPRO Energie avec double reflecteur parabolique permettant d'atteindre d'excellents rendements. Le principal avantage du CESI d SOPRO Energie est qu'il n'y a pas de glycol (antigel) dans l'installation donc moins de problème de maintenance et de pollution. Il ne s'agit pourtant pas d'un système autovidange, mais d'un concept breveté :
les algorithmes spécifiques de la régulation solaire gèrent automatiquement la protection contre le gel dans l'installation.
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Concept technique
31 janvier 2009
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12:50
Compte tenu de la forte étanchéité à l'air de l'enveloppe d'une maison passive, il est absolument indispensable de mettre en place un système d'aération douce avec récupération d'énergie. Aujourd'hui, difficile de faire mieux, dans l'habitat individuel, que les systèmes de ventilation double-flux avec échangeur de chaleur air/air.
Afin d'optimiser le fonctionnement de notre ventilation double-flux, nous installerons en amont un échangeur géothermique.
L'échangeur géothermique a la même fonction que le puits canadien (ou provençal) sauf qu'au lieu de faire circuler l'air neuf dans le sol, c'est un fluide caloporteur (de l'eau mélangée à du glycol) qui circule dans le sol (à travers un tuyau = échangeur géothermique) et vient ensuite préchauffer (en hiver) ou rafraîchir (en été) l'air neuf à travers un échangeur air/eau glycolée.
Pourquoi avoir fait le choix de l'échangeur géothermique plutôt que celui du puits canadien ? Simplement pour la mise en oeuvre, l'entretien et l'hygiène : pas besoin de respecter une pente pour poser le tuyau et de prévoir des regards d'entretien ou d'inspection comme c'est le cas pour le puits canadien. En effet, dans le cas de l'échangeur géothermique, l'air neuf ne passe plus dans le sol mais est simplement aspiré en façade.
Dans un puits canadien, difficile de garantir la non prolifération de bactéries ou autres dans un tube enterré où circule de l'air ... à moins d'assurer un nettoyage régulier ... et là nous craignons qu'au bout de quelques années le nettoyage devienne une veritable corvée ! Pour l'échangeur géothermique, l'entretien régulier se résume au nettoyage du filtre de l'échangeur air/eau glycolée.
Techniquement notre choix s'est porté sur l'échangeur SEWT de la société HELIOS acheté on-line sur le site
www.econology.fr (vous trouverez la doc technique sur ce site). Mais d'autres fabricants proposent également ce système comme la société NETEC (
www.sole-ewt.de).
L'échangeur géothermique (tuyau en PE de diamètre 32mm) a une longueur de 100m et sera donc tout simplement posé autour des fondations de la maison (voir image de la société NETEC ci-contre). Le système devrait permettre de préchauffer ou prérafraîchir l'air d'au moins 7 à 10°K.
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Pour la ventilation double-flux, nous avons retenu la machine ConfoAir 350L du fabricant Zehnder (www.zehnder.fr) ainsi que tout le système de distribution associé (gaine, bouche de diffusion, etc.)
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