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Auteur Sujet: modifier chauffe eau elec en CESI  (Lu 1467 fois)

03 janvier 2018 à 22:33:47
Réponse #25

setrus


Citer
J'aimerais bien savoir comment on estime le gain en température d'un tel système ; mes notions de thermodynamique datent d'une vie antérieure   mais on m'a dit qu'il fallait plus d'énergie pour faire passer l'eau de 15 à 30° que pour la faire passer de 30 à... je ne sais plus, mais l'idée était qu'un préchauffage était un gain certain, pour peu que le système ne soit pas trop onéreux.

1° vaut 1° en cout d'énergie. Donc monter de 15° à 30° pour un corps uniforme équivaut à monter de 30° à 45°. Mais si tu es à 15° et que tu veux 45°, soit grossièrement de la température de réseau jusqu'à la température d'ECS, tu consommeras deux fois plus que si tu trouves moyen de faire monter ton eau de 15° à 30° en la faisant passer... quelque part ou tu génères de la chaleur, par un moyen ou un autre. Genre comme chez un collègue : sous les tas de paille de sa grange.
Il existe une contrepartie cependant, plus ta température est élevée, plus vite elle refroidira.


Citer
Les images montrent des systèmes ressemblant à ce que tu veux faire, certains sont passifs, avec thermosiphon ; on voit toujours ces appareils dans les reportages sur Israël.
C'est super valable dans tous les pays fortement exposés au soleil. En gros l'Afrique et le moyen orient dans le coin, et tout ce qui s'en approche.
Par ici, c'est un peu plus compliqué.

Citer
Il s'agit de virer le capot extérieur et l'isolant d'un cumulus (je l'ai fait, pour faire un poele à bois, c'est chi*nt mais possible) et d'enrouler le tuyau en cuivre autour ; l'avantage c'est qu'on peut blinder l'isolation, qui est d'origine assez faiblarde, une sorte de mousse de polyuréthane assez mince. On peut même garder la résistance.
Ca, c'est pas con.
Par contre l'échange sera quand même limité : il faut passer la chaleur au travers de la peau du ballon, et la surface d'échange du cuivre est quand même en gros trois fois inférieure au serpentin (pleinement plongé dans l'eau)
Faut bien isoler derrière.


Le soucis du bricolage maison, c'est la gestion de l'écart de température. Il faut quelque chose pour piloter le ballon pour ne pas envoyer de l'eau trop froide dans/autour du cumulus, ça serait contre productif.

03 janvier 2018 à 23:22:34
Réponse #26

Chill


Citation de: Ascanio
J'aimerais bien savoir comment on estime le gain en température d'un tel système ; mes notions de thermodynamique datent d'une vie antérieure

Moi aussi, cependant :
Citer

On détermine dans un premier temps l’énergie nécessaire pour chauffer un volume d’eau :
– de masse m en Kg,
– passant d’une température à une autre avec un ΔT déterminé,
– et une capacité thermique massique pour l’eau Cp égale à 4185J/(Kg.K).
Soit la relation suivante :
Q = m Cp ΔT

Exemple pour 100L passant de 15 à 55°:
Q = 100 x 4185 x 40           
Soit Q = 16 740 000 joules

La puissance nécessaire est fonction du temps souhaité :
P = Q/t

Si on veut chauffer cette eau en 2h ou 120mn, il faut une puissance de :
P = 16740000/(120*60) = 2325W

Pour rafraichir tes notions de Thermique :

• Lire et refaire les exercices 1, 3 & 4 pour commencer ;)
• Après, se lancer sur Go•gle avec les mots clefs : "calcul échangeur eau eau" et digérer l'article de WikiPédia ou celui d'un constructeur.

Citation de: Ascanio
Edit : j'ai trouvé ça : http://www.builditsolar.com/Projects/WaterHeating/BI%20Heat%20exchanger%20tank_edited.jpg
Il s'agit de virer le capot extérieur et l'isolant d'un cumulus et d'enrouler le tuyau en cuivre autour ; l'avantage c'est qu'on peut blinder l'isolation, qui est d'origine assez faiblarde, une sorte de mousse de polyuréthane assez mince. On peut même garder la résistance.

 :o Après avoir recherché, entre autres, la masse de la cuve et le Cp de l'acier (qu'il faudra aussi faire monter en température), tu reviendras nous donner ton avis sur la pertinence de la solution comparée à un élément chauffant immergé ?  ;D

    Chill.
« Modifié: 04 janvier 2018 à 09:45:53 par Chill »
"Un sauveteur isolé est en mauvaise compagnie."

04 janvier 2018 à 10:04:52
Réponse #27

tartopom


mais on m'a dit qu'il fallait plus d'énergie pour faire passer l'eau de 15 à 30° que pour la faire passer de 30

[prof]

Dans un sens c'est vrai: la capacité thermique massique depend aussi de la temperature  :D
(on parle de pouiem mais quand meme)



https://www.thermexcel.com/french/tables/eau_atm.htm
BAVU ba pris

04 janvier 2018 à 11:12:27
Réponse #28

Chill


Attention aux unités en ordonnées !
==> J . kmol-1 . K-1 sur le graphique,
==> J . kg-1 . K-1 dans la plupart des tables de Cp.

Masse molaire de l'eau : MH2O= 2.MH + MO = 2.1 + 16 = 18g.mol-1
Courbe pour l'eau
Cp en J.kg-1.°C-1. Quasiment linéaire de 0 à 100°C

 ::) Vu le reste des pertes et autres approximations, je pense que le tout venant peut se passer de ces précisions.  ;#

    Chill.
« Modifié: 04 janvier 2018 à 11:23:28 par Chill »
"Un sauveteur isolé est en mauvaise compagnie."

04 janvier 2018 à 11:31:38
Réponse #29

Ascanio


Merci à tous pour vos explications, ça me fait du boulot de calcul  :)
Cette discussion m'a rappelé que j'avais un petit cumulus récupéré tellement entartré qu'on aurait cru un bac à sable. Comme je n'ai pas la possibilité d'installer un capteur solaire (ce qui est dommage, l'ensoleillement à Marseille n'ayant pas grand-chose à envier à celui du moyen-orient), ni d'échangeur frigo/chauffe-eau, etc, je vais quand même tenter un truc : l'installer dans la sdb sans isolant, pour essayer de profiter de la température ambiante *. C'est facile à faire, juste des flexibles à dévisser/revisser ; rien ne vaut les travaux pratiques. ;)

*La T° de l'eau d'un récipient laissé dans une pièce finit par rejoindre la T° de ladite pièce. J'espère ainsi que l'eau qui sort à 12° de l'arrivée aura le temps, entre deux douches, de rejoindre les 20 et quelques de la maison.

Edit : j'ai fait un peu de homework
cp = 4.185 # capacité thermique massique de l'eau
m = float(input("volume d'eau ? "))/1000
ti = float(input("T° initiale ? "))
tc = float(input("T° cible ? "))
delta = tc-ti
Q = m*cp*delta
pa = float(input('puissance en kW ? '))
ts = (Q*1000)/pa
h = int(ts/3600)
min = int((ts%3600)/60)
#print(Q,'kJ')
print ('consommation',round(Q/3.6,2),'kWh')
print('temps pour atteindre ', int(tc), '° :',h,'h',min,'min')
C'est un programme en Python 3.5 ; il faut décommenter la ligne "#print(Q,'kJ')" si on veut la consommation en kiloJoules, autrement ça affiche la conso en kWh et le temps que ça prendrait en théorie (j'ai zappé les secondes, hein).
Il me reste à trouver encore 2-3 trucs, mais c'est déja ça.
« Modifié: 04 janvier 2018 à 16:57:49 par Ascanio »
" Celui qui sait s'orienter n'a pas besoin de GPS. " (pcc Lao-Zi.)

04 janvier 2018 à 17:25:12
Réponse #30

Ascanio



 :o Après avoir recherché, entre autres, la masse de la cuve et le Cp de l'acier (qu'il faudra aussi faire monter en température), tu reviendras nous donner ton avis sur la pertinence de la solution comparée à un élément chauffant immergé ?  ;D

    Chill.
https://www.quelleenergie.fr/economies-energie/chauffe-eau-solaire/prix-economies
Je cite : "Pour un chauffe-eau solaire de 3 à 5 m², destiné à une famille de 3 à 4 personnes, le prix à l'achat varie entre 5.000 € et 7.000 €."
http://www.castorama.fr/store/Cuivre-recuit--14-mn-couronne-de-25-m-PRDm516766.html
La couronne de cuivre recuit diamètre 14, longueur 25 m, 89 €. Plus un chalumeau et un peu de brasure (à l'argent, certes, c'est préférable). Plus un ballon récup : gratuit, tous ceux que j'ai torturés, je les avais trouvés abandonnés. Sinon c'est au poids chez le ferrailleur. Ah oui, une disqueuse pour virer le capot émaillé.

Je suis entièrement d'accord, Chill, c'est sûrement moins efficace ; mais mon point de vue est celui de quelqu'un qui a toujours dû faire du low-cost, apprendre et faire tout seul, la brasure, la plomberie, la thermodynamique, la CAO, Python, etc.
J'vais tâcher de digérer les histoires d'échangeurs. :)
Peace.
" Celui qui sait s'orienter n'a pas besoin de GPS. " (pcc Lao-Zi.)

04 janvier 2018 à 22:42:28
Réponse #31

Chill



En gambergeant, tu vas constater qu'on peut faire rentrer un serpentin de presque deux fois le diamètre du trou moins un peu plus que le diamètre du cuivre, en jouant à peine sur l'élasticité du-dit. Surtout si la plaque de sortie n'étant pas raccordée, le tube rectiligne peut bouger !
La disparition de l'anode aura une influence certaine sur l'espérance de vie du dispositif.   :(
Cela restera un bidouillage, un réchauffeur, pas un ballon d'eau chaude sanitaire digne de ce nom ; mais c'est ce qui te donneras le meilleur rendement technico-ergo-économique.

Si tu utilises ton cadavre de cumulus uniquement comme tampon de "chambrage" de ton chauffe-eau, il pourra aussi te servir de stock d'eau en cas de panne si il dispose d'une purge judicieuse. Vérifier l'emplacement/la présence d'un clapet anti-retour en amont.
En remplaçant le serpentin par des doigts plongeurs en contact avec un "anti-radiateur" (absorbeur des calories de l'air), tu augmenteras le transfert thermique depuis l'air ambiant vers l'eau. Idem si tu "ailettes" la surface extérieure de la cuve. Et tu garderas une anode.  ;)

Bien prendre en compte le débit quotidien pour éviter des problème de stagnation de l'eau ...

Bon bricolage,
Peace too.  :D

    Chill.
"Un sauveteur isolé est en mauvaise compagnie."

09 janvier 2018 à 12:04:40
Réponse #32

Ascanio


Salut, merci Chill pour ces précisions ; j'espère que je n'ai pas trop parasité le fil  :)
C'est vrai qu'il peut y avoir des histoires de corrosion galvanique entre le cuivre et l'acier.
Il y a encore d'autres solutions, comme construire une cuve "ouverte", c'est-à-dire à la pression atmosphérique, dont l'eau descendrait par gravité, réchauffée par un serpentin contenant de l'antigel. La cuve pourrait être en béton cellulaire, par exemple. Ce serait un système indépendant du reste.
" Celui qui sait s'orienter n'a pas besoin de GPS. " (pcc Lao-Zi.)

 


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