objectif

Puisque le chauffage représente en moyenne soixante pour cent de la facture d'électricité annuelle des résidents canadiens, une alternative à l'électricité provenant du réseau est de plus en plus recherchée. Le stockage thermique offre une approche écologique aux problèmes de chauffage modernes.

Cette conception propose une solution de chauffage modulaire et économique pour les logements autonomes. Elle soutient divers objectifs énergétiques, visant à compléter les systèmes existants. Idéalement, elle s'intègre parfaitement dans les fonctions domestiques avec une intervention minimale des résidents.

Les Maisons conçues avec un systèeme de Stockage Thermique Hybride et Adaptable (HATS - en anglais) fait allusion à la capacité de ce concept à conserver la chaleur et à stabiliser les températures extrêmes. Une variété de livrables ont été réalisés pour présenter ce projet dans son ensemble.

Ce concept exploite l'eau de pluie pour stocker la chaleur solaire dans des colonnes situées au centre, puis la libère progressivement sur plusieurs jours pour chauffer l'intérieur d'une maison. Le système HATS fonctionne de manière autonome, tout en offrant aux résidents un contrôle complet sur leur électricité et leur chauffage sans dépendre d'un centre de distribution d'énergie centralisé.

Toute la maison est orientée de manière à exposer les fenêtres au maximum de la lumière du soleil pendant l'hiver et au minimum pendant l'été.

comment

design du système

Quatre groupes de colonnes ont chacun leur propre objectif. Le système léger (lw - lightweight) est toujours rempli d'eau. Il agit comme source de chauffage principale, c'est pourquoi il est situé là où la maison est le plus exposée au soleil.

Le système lourd (hw - heavyweight) regroupe 3 sous-sections :
Chauffage au sol (fh - floor heating), pour les tuyaux chauffants au plancher.
Chauffage d'espaces (sh - space heating), pour diverses pièces.
Eau courante (rw - running water), pour la douche et l'évier.

Le système hw reste vide jusqu'à ce que le système lw soit chauffé. Une fois cela fait, le système hw peut être rempli.

Comme la maison est disposée avec une faible exposition au soleil de gauche à droite (voir le plan), les premières colonnes à être remplies sont celles ayant une priorité de chauffage élevée. Le remplissage progressif des colonnes crée un effet de chauffage composé sur la colonne suivante pour un chauffage plus rapide

système lourd

IMAGE DE MARQUE & LIVRABLES

Pour le client, un manuel de conception présente non seulement un modèle qu'il peut utiliser pour sa construction personnelle, mais aussi une estimation de la consommation d'électricité, des coûts d'installation des panneaux solaires conséquents, ainsi que les économies totales.

Il était donc nécessaire de créer une image de marque pour une présentation cohérente de plusieurs sujets. Un lien vers le manuel complet est disponible ici : issuu.com/keyzz

bibliographie

Wilson, A. (1979). Thermal Storage Wall Design Manual. New Mexico Solar Energy Association. https://www.builditsolar.com/Projects/SpaceHeating/ThermalStorageWallDesignManual.pdf

Sharaf, Firas. “The Impact of Thermal Mass on Building Energy Consumption: A Case Study in Al Mafraq City in Jordan.” Cogent Engineering, vol. 7, no. 1, 2020, p. 1804092. https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1804092

Kingcommunications. “FAQ - All about Radiant Floors Heating.” Ecosolaris, 27 Mar. 2023, https://ecosolaris.com/faq/

Bainbridge, D. A. (1981). A Water Wall Solar Design Manual [Thesis]. https://www.solaripedia.com/files/472.pdf

Government of Canada, Statistics Canada. “Household Energy Consumption, by Type of Dwelling, Canada and Provinces.” Household Energy Consumption, by Type of Dwelling, Canada and Provinces, Government of Canada, Statistics Canada, 2 May 2022, www150.statcan.gc.ca.

Hoes, P., and J.L.M. Hensen. “The Potential of Lightweight Low-Energy Houses with Hybrid Adaptable Thermal Storage: Comparing the Performance of Promising Concepts.” Energy and Buildings, vol. 110, Oct. 2015, pp. 79–93., doi:10.1016/j.enbuild.2015.10.036.

Hoes, P. “Computational Performance Prediction of the Potential of Hybrid Adaptable Thermal Storage Concepts for Lightweight Low-Energy Houses.” Eindhoven University of Technology Research Portal, 18 Nov. 2015, research.tue.nl/en/publications/computational-performance-prediction-of-the-potential-of-hybrid-a.

tuyauterie cyclique

Le cycle de tuyauterie fonctionne en parallèle avec la température de l'eau à l'intérieur des colonnes. Chaque colonne est attribuée à une section différente de la maison et s'étend sur un maximum de 91,5 m (300 pieds). Trois boucles satisfont les besoins de chauffage de la maison de 150 m2.

Ces chiffres sont générés par une température estimée de 37,8°C (100°F). Si les parois d'eau ne sont pas capables de générer la même quantité de chaleur qu'une source électrique, la longueur des tubes varierait, c'est pourquoi un quatrième tube a été ajouté au système. Ce dernier tuyau sert uniquement pour le chauffage à faible priorité.