Nous ne voulions pas gaspiller de calories
Visite du 'Haslenhof' badois et de sa particularité en matière de chauffage et d'hydraulique
Un fondé de pouvoir dit adieu à son poste bien rémunéré, fait ce dont beaucoup rêvent, à savoir devenir agriculteur, mais n'ignore pas ses connaissances techniques et se laisse donc convaincre par un couplage de sa chaudière à bois et de son installation de capteurs, toujours considéré comme inhabituel aujourd'hui. Il a invité à la visite.
Fig. 1 : Le Haslenhof à Dauchingen
Fig. 2 : "Le distributeur à trois chambres nous permet de faire un grand pas en avant dans l'exploitation de l'énergie" Constructeur d'installations Steffen Knöbel
La ferme est blottie contre un contrefort en pente douce de la Forêt-Noire. Seule la flèche de l'église de Dauchingen, à deux kilomètres de là, se dresse au-dessus des champs comme un voisin reconnaissable. Le soleil de fin d'été baigne la propriété d'une douce chaleur. Quelques invités sont assis à une table en bois rustique sous la pergola de l'avant-cour. Ils partagent avec les abeilles et toutes sortes d'autres animaux volants d'épaisses tranches de tresse à la levure fraîchement cuite au petit matin.
Le goût des origines
Fig. 3 : 24 m2 de capteurs pour l'approvisionnement en eau chaude sanitaire
Et écoutent ce que Hans Schlenker raconte : "Le Haslenhof offre à nos visiteurs un 'contact avec la nourriture'. Nous cultivons tout nous-mêmes et produisons du lait, des œufs, du fromage, de la viande et de la charcuterie. Celui qui mange chez nous goûte au goût de l'origine. "Vous aimez la tresse ?" Oui, elle a bon goût.
Tout est suffisamment disponible "pour nous nourrir, mais aussi pour nourrir de nombreux clients privés dans un rayon de peut-être 20 ou 25 km. Nous abattons, nous transformons et nous vendons en tant qu'activité principale. C'est notre pilier, que nous avons mis en place il y a quelques années, à savoir le catering. Mais nous ne livrons pas, ou très rarement. Nous nourrissons nos hôtes dans notre ferme".
Pour les fêtes, les mariages, les anniversaires, les événements d'entreprise, les réunions... "Vous voyez, et c'est pour cela que vous êtes ici maintenant, parce que nous avons un grand besoin d'eau chaude pour les travaux de nettoyage, pour l'installation de traite, pour le nettoyage de la charcuterie ou de l'espace fromage. Pour cette eau chaude, nous ne voulons pas devoir allumer la chaudière à bûches en été. Notre nouvelle installation solaire doit y parvenir". Elle y parvient - la chaudière n'avait pas été mise en service de mai au 5 octobre 2009, date de la visite.
En nature et en fonction
Eh bien, pour remettre les pendules à l'heure, les invités de Hans Schlenker ne s'étaient pas inscrits pour les capteurs ; ils ont eux-mêmes apporté leur compétence en énergie solaire. Tout comme en matière de chaudières à bûches, dont le représentant éteint au Haslenhof envoie son eau dans un chauffage classique à haute température par radiateurs pendant la saison de chauffe. Rien de bien excitant donc. Seule la connexion de la technique de chauffage selon le principe rendeMIX les intéressait, eux, les installateurs. Ils avaient certes déjà lu quelques articles à ce sujet, mais ils ne l'avaient pas encore vu en vrai et en fonctionnement.
Fig. 4 : Séance de formation continue dans la "salle des événements" du Haslenhof : Hans-Georg Baunach explique la théorie et la pratique sur un objet "vivant".
L'ingénieur Hans Schlenker, qui a quitté son poste de fondé de pouvoir il y a des années pour s'occuper de la ferme héritée de ses beaux-parents, a découvert ce procédé de mélange inhabituel lors de travaux de transformation et de rénovation par l'intermédiaire de son installateur Steffen Knöbel. La robinetterie intelligente, basée sur un mélangeur multivoies, est capable à la fois de servir et d'exploiter différents niveaux de température. Cela avait impressionné et convaincu l'ex-manager et avait conduit à la commande d'installation correspondante. Par conséquent, les collègues de Steffen Knöbel se rendent aujourd'hui sur place pour se renseigner. Comme ce jour de fin d'été.
Le schéma de câblage
Le schéma se divise en trois sections : Liens la station rendeMIX comme régulateur de valeur fixe pour le chargement de la chaudière à bois. L'accent est mis sur le chargement, car ce générateur de chaleur a besoin d'une température de retour supérieure au point de rosée, c'est-à-dire d'au moins 60° C, pour éviter que des condensats acides ne se déposent dans ses "organes". Dans l'une des chambres de l'armature multivoies, un flux partiel du départ de la chaudière à 85 g (ligne jaune) se mélange d'abord avec un flux partiel du retour à 50 g (ligne violette). Ainsi, le tampon "chaud" devient plus rapidement chaud, tandis que le tampon "froid" reste froid plus longtemps. Ainsi, la chaudière à bois et l'installation solaire ne se gênent pas l'une l'autre.
CentreLe gain solaire est acheminé vers les deux tampons via trois points d'alimentation. Les jours nuageux, lorsque la température des capteurs est de 30 ou 40 oC, les rayons du soleil ne profitent aux coûts annuels du combustible que si les réservoirs sont également en mesure d'absorber la chaleur. L'échangeur correspondant ne doit donc être baigné que par de l'eau à 20 ou 30 degrés, sinon le transfert de chaleur ne fonctionne pas. Par conséquent, la régulation commande la zone de haute température (70-90 °C), la zone de moyenne température (45-70 °C) ou la zone de basse température (moins de 45 °C) en fonction de la température du capteur. Les deux premières zones se trouvent dans le réservoir tampon chaud, la troisième zone dans le réservoir tampon froid.
Le fluide du capteur alimente d'abord l'échangeur dans la zone chaude du premier réservoir, continue à circuler dans sa spirale inférieure et y tempère l'environnement, pour ensuite décharger la majeure partie de sa chaleur résiduelle dans le deuxième tampon. La chaudière à bois se dirige soit vers la zone chaude du tampon chaud, soit vers le chauffe-eau.
A droite : le groupe de décharge sous la forme des trois stations de mélange pour les deux circuits de plancher et le circuit de radiateur, ainsi que d'un boîtier fixe sans fonction de mélange avec pompes et robinetterie pour l'alimentation du réservoir d'eau chaude. Le circuit radiateur se contente en majorité du retour à 60 degrés de l'installation d'eau chaude. Il est conçu pour un écart de 70/50 °C. Ce n'est donc que lorsque les températures extérieures sont basses qu'il doit tirer de l'eau à 85 degrés du départ du réservoir tampon "chaud" pour augmenter la température. Par temps plus doux, l'eau du réservoir de 50 g est mélangée au retour de 60 g du chauffe-eau afin de réguler la température de consigne au degré près.
Pour régler correctement les départs des deux circuits de chauffage au sol, la régulation dispose également de différentes variantes, en fonction des conditions météorologiques et des températures de consigne et réelles dans les circuits. En fonction de l'offre et de la demande, les modules "rendeMIX" prélèvent la combinaison la plus économique de distributeurs "jaune", "violet" ou "bleu". Exemple de chauffage au sol à gauche : Le départ de 40 °C est fourni, selon la situation, par les rails "violet" et "jaune" en combinaison avec un mélange provenant du retour "bleu" à 30 degrés.
Trois niveaux de température
Fig. 5 : La chaudière à bûches de l'entreprise a une puissance de 50 kW. Rennergy, Kempten/Allgäu
Les 550 mètres carrés à chauffer du Haslenhof s'étendent sur un ancien bâtiment avec chauffage au sol au rez-de-chaussée, sur des radiateurs au premier étage, sur la salle d'événement ou de restauration - avec chauffage de surface - pour une centaine d'invités ainsi que sur une nouvelle annexe, également avec chauffage à basse température. Dans le cadre des travaux, l'ancienne chaudière à bois a dû être remplacée par une chaudière moderne à bûches. Elle est soutenue par 24 mètres carrés de panneaux solaires.
Du côté des consommateurs, le réservoir d'eau chaude sanitaire de 400 litres avec échangeur de chaleur intégré pour un étalement de 80/60 °C répond aux exigences de température les plus élevées. En revanche, deux autres ballons de 1 830 litres constituent le véritable centre du réseau de chauffage et d'eau chaude. Ils stockent les différentes températures. En temps normal, le réservoir 1 (appelé "réservoir tampon chaud" sur le schéma) contient de l'eau dont la température est comprise entre 45 et 85 °C, tandis que le réservoir 2 (appelé "réservoir tampon froid") contient de l'eau dont la température est comprise entre 25 et 45 °C. Le cas normal signifie qu'il n'y a pas de surplus de chaleur solaire que le réservoir tampon 1 ne peut pas absorber à lui seul.
Fig. 6 : Le réservoir tampon "chaud" et le réservoir tampon "froid" ont chacun une capacité d'environ 1.830 litres. Steffen Knöbel : "Rennergy nous a apporté un soutien optimal dans la conception du système hydraulique et de la gestion du tampon. Les différents composants doivent être adaptés les uns aux autres de manière très sensible. Par exemple, la taille du réservoir tampon avec la régulation de la chaudière à bois. Des capteurs surveillent les températures dans le tampon et enregistrent si elles augmentent rapidement ou lentement. Ils commutent la chaudière en charge partielle lorsqu'ils remarquent que le réservoir est bientôt plein et prolongent ainsi la diffusion de chaleur. Rennergy a intégré cette gestion des tampons dans la régulation des chaudières à bois. Les installations sont fabriquées spécialement pour ce fournisseur selon ses idées". (www.rennergy.de)
Cette structuration des niveaux d'énergie, avec des points d'alimentation et de soutirage attribués aux chauffe-eau, crée notamment les conditions nécessaires pour obtenir les meilleurs rendements solaires : la régulation commande toujours la zone des accumulateurs présentant la plus grande différence de température par rapport au capteur, de sorte que même par temps couvert ou en cas de lumière diffuse, le départ de ce circuit, qui ne fait peut-être que 40 grammes, peut injecter une partie considérable de l'énergie solaire absorbée dans les tampons. Cela est possible grâce à l'échangeur solaire inférieur dans l'accumulateur "froid", car un retour de 30 °C ou moins, le retour des différents consommateurs de chaleur dans la ferme, l'irrigue (voir le schéma de câblage dans l'encadré ci-contre).
Probablement l'état le plus moderne de la technique
Fig. 7 : Les mélangeurs à trois chambres "rendeMIX" de la société HG Bauchnach garantissent une utilisation optimale de la chaleur solaire et du chauffage au bois.
"Nous partons du principe que les investissements dans les capteurs et dans la confortable régulation Baunach sont rentables, car notre installation de chauffage devrait désormais fonctionner de manière beaucoup plus efficace. On nous a promis qu'elle ne gaspillerait aucune calorie. La connexion en série des circuits de chauffage est à la pointe de la technique. Nous gardons maintenant le bois pour l'hiver. Et nous espérons en outre avoir moins à couper, car en hiver, le soleil contribue également à nos besoins".
La chaudière de 50 kW envoie ses 80 °C directement au chauffe-eau de 400 l et l'excédent dans le réservoir tampon 1, dont la zone chaude supérieure dessert également le chauffe-eau. Tous les autres consommateurs sont reliés à ce dernier et à d'autres retours. Ils s'alimentent à partir des sections de conduites à température plus élevée. Cela semble simple, mais cela nécessite une robinetterie très complexe, le "rendeMIX". En revanche, cette armature s'adapte à toutes les régulations de mélangeurs disponibles dans le commerce pour équilibrer l'hydraulique dans les mélangeurs au litre et au degré près et pour alimenter chaque consommateur exactement selon ses besoins.
Fig. 8 : Les besoins élevés en eau chaude servent avant tout à nettoyer les différents secteurs de production alimentaire de la ferme. Sur la photo, la fromagerie et, de dos, Hans Schlenker, le photographe.
Au début, cette technique se limitait à la connexion en série d'un circuit haute température et d'un circuit basse température. Au Haslenhof à Dauchingen, près de Villingen-Schwenningen, les artisans invités ont vu le développement ultérieur, à savoir le distributeur à trois chambres pour trois plages de température, pour la très haute température (eau chaude), la haute température (radiateurs), la basse température (chauffage au sol), qui garantit une utilisation optimale du tampon et de la chaleur qui y est stockée.
Pas de terrain vierge
Steffen Knöbel l'avoue : "Lorsque nous avons reçu la demande du Haslenhof, nous avions faxé notre plan hydraulique à la société Baunach pour qu'elle le vérifie et nous avons reçu la réponse suivante : "Nous pouvons l'améliorer considérablement, par exemple en augmentant l'utilisation de l'énergie solaire et en optimisant les cycles de chargement de la chaudière à bois"". La nouvelle solution a certes coûté environ 3.000 euros de plus, mais elle a été bien accueillie par le propriétaire Hans Schlenker.
Fig. 9 : Groupe rendeMIX pour l'augmentation du retour de la chaudière à bois et la stratification optimale du réservoir tampon
Les coûts supplémentaires correspondants seront rentabilisés, la première évaluation le laisse entendre. Hans Schlenker a confiance en la technique, car elle lui semble plausible et "parce que je ne chauffe plus depuis mai. Tout ce dont nous avons besoin en termes de température, notamment pour l'eau chaude, est fourni par le capteur solaire. Auparavant, il était remplacé par un chauffe-eau potable à chauffage électrique. Cela coûtait énormément d'argent".
"J'ai pu constater l'efficacité de l'installation solaire en constatant que, dès le moindre rayon de soleil en hiver, j'avais sensiblement moins de bois à rajouter", ajoute Lisbeth Schlenker, qui est responsable du feu à la ferme. Ces jours-là, elle s'épargne volontiers le quart d'heure de travail que cela implique. "Et s'il faut quand même chauffer le soir, l'eau chaude arrive au bout de 20 minutes seulement !", se réjouit Sascha Ohnmacht, le gendre de la maison. "Cela fait du bien quand on a travaillé toute la journée dans le froid !"
Avec l'entreprise Knöbel Sanitär Heizung Blechnerei, Königsfeld, l'agriculteur pensait également être du bon côté en termes de technique d'exécution. Le constructeur d'installations a fêté en 2009 une sorte de petit anniversaire : il y a sept ou huit ans, il a réalisé la première installation rendeMIX. "Avec celle-ci, chez les Schlenkers, nous en sommes à 30. Il reconnaît qu'il ne les a pas comptées exactement, "mais dans cet ordre de grandeur".
Fig. 10 : L'eau potable est stockée dans un réservoir de 400 litres en raison de la forte demande à court terme pour l'exploitation laitière et les nettoyages. Il possède une zone de stockage inférieure et une zone de stockage supérieure et peut être alimenté en parallèle avec les circuits de chauffage. La zone chaude supérieure est chargée par la chaudière à bois ou le tampon, l'échangeur de chaleur inférieur est directement alimenté par l'installation solaire. La température de soutirage est de 60 °C au minimum.
Au total, la nouvelle technique chauffe 550 m². Dans la maison d'habitation, un poêle en faïence sous la forme d'un poêle de base classique assure encore la convivialité. En outre, Hans Schlenker a fait installer dans la zone de restauration un poêle attrayant d'une puissance de 18 kW, de sorte que le chauffage de cette zone ne dépend pas du fonctionnement de l'ensemble de l'installation. Par "espace traiteur", le propriétaire de la ferme entend en premier lieu sa grande salle de réception, qui peut accueillir 100 invités autour d'une table dressée. Avec un buffet et une réception debout, ce nombre peut être plus élevé.
Avec des subventions publiques
Combien a coûté l'investissement total ? Hans Schlenker fait le calcul : "Un peu moins de 40.000 euros, à savoir pour l'installation solaire, pour la chaudière à bois, pour la distribution, pour les compléments et pour le raccordement aux circuits de chauffage existants. Pour l'installation solaire, nous avons reçu une prime à l'innovation de 210 euros par m2 de la part du BafA. Cette prime est accordée pour les surfaces de capteurs supérieures à 20 m². Le nôtre fait 24 m². Pour la chaudière à bois, les pouvoirs publics ont versé 1.125 euros ; ils ont en outre subventionné l'installation des nouvelles pompes de circulation".
L'agriculteur ne veut rien dire sur l'avantage concret en nature, "parce que nous utilisons le bois de notre propre forêt. Ici, au Haslenhof, nous vivons avec et par la nature, il est donc logique d'utiliser le bois et le soleil pour le chauffage. Et si l'on décide de le faire, il est également logique de viser un rendement optimal dans les limites de la marge de manœuvre financière".
La demi-mesure coûtera plus cher. D'où l'efficacité de la technique de régulation "rendeMIX", "qui a bien sûr coûté de l'argent". Mais qui a manifestement été bien dépensé, "car le fait qu'à ce jour, jusqu'au 5 octobre, nous n'ayons pas eu à couper et à brûler de bois pendant cinq mois, que ce soit pour le chauffage ou pour l'eau chaude, nous n'en avions pas cru le soleil et la technique".
Fig. 11 : Un verre de lait frais directement de la vache.
Le Haslenhof
La ferme de Dauchingen, au pied de la Forêt-Noire, compte près de 40 ha, 12 vaches laitières et leurs veaux, environ 20 porcs à l'engrais, 200 poules pondeuses et en moyenne 30 à 50 poulets de chair. Les 40 ha se répartissent en une moitié de champs cultivés, c'est-à-dire de céréales, et l'autre moitié de prairies (foin, fourrage). La famille Schlenker cultive des légumes bio sur un demi-hectare. La surface comprend également environ 0,5 ha de forêt.
Mais les arbres ne montent pas jusqu'au ciel, admet Hans Schlenker. "En 1994, j'ai quitté un fauteuil de fondé de pouvoir et ce gigantisme, toujours plus, toujours plus grand, toujours plus de chiffre d'affaires. Ce n'était pas si simple de passer de fondé de pouvoir à agriculteur, mais nous avons hérité de la ferme de nos beaux-parents et nous vivons ici avec notre famille. Nous n'avons pas besoin d'employés. Notre travail suffit à nous nourrir. Il n'y a pas besoin d'en faire plus".
Certains grands chefs allemands apprécient aujourd'hui ce travail. Ceux pour qui le meilleur est juste assez bon se sont regroupés au sein des "Eurotoques", une association d'artistes du palais européens qui s'approvisionnent exclusivement auprès de fournisseurs qui se sont engagés à produire de manière vitrée et naturelle. Par exemple chez Haslenhof à Dauchingen.
"Mais cela signifie que nous travaillons souvent dans cinq à six professions au quotidien. Il y a d'abord l'agriculteur pour l'élevage classique en étable et les cultures, puis l'abatteur pour la transformation de la viande et la fabrication de la charcuterie, le transformateur de lait et le fromager, le boulanger, le cuisinier, celui qui commercialise le service de restauration".
Hans Schlenker refuse toutefois la construction d'un chauffage : "L'ancien chauffage que nous avons trouvé avait probablement été réalisé par nos soins. Cela se voyait pour ainsi dire à la consommation. Je pourrais aussi souder des tuyaux, mais pour minimiser les coûts, il faut quand même plus d'expertise".
Le Haslenhof n'accueille pas seulement des invités pour des mariages, des anniversaires ou autres. Il se prête également à des manifestations de formation continue et de perfectionnement. Si vous souhaitez profiter de l'air sain et instructif de la Forêt-Noire à ces fins, écrivez ou appelez : Famille Hans Schlenker, Vor Haslen 1, 78083 Dauchingen, Tél. 07720/ 5311, Fax 07720/ 957318.
Bernd Genath
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