Dimensionner un échangeur air-eau pour un projet de séchoir corporel

[HAL10]

Bonjour,

A côté d’une mini piscine de rééducation de 7 m³ (2 x 3 m), il s’agit d’adjoindre un séchoir corporel pour une personne incapable de s’essuyer.

L’idée est de profiter de la chaleur de l’eau de la piscine (maintenue à 35°C) pour réchauffer l’air qu’un ventilateur de 250W soufflerait à travers un échangeur air/eau pour alimenter un caisson (220x60x3 cm) percé d’orifices (façon colonne de douche) de façon à ce que l’air sorte de ces orifices entre 25 et 30°C, ceci sachant que :
− la température de l’air ambiant = 22°C (hygrométrie = 50 %),
− le débit de circulation de l’eau = 10 m³/h,
− la longueur du tube en acier (isolé) reliant l’échangeur et le caisson/séchoir = 60 cm,
− la puissance choisie pour le ventilateur (250W) tient au fait que c’est celle du séchoir corporel suivant (je n’en connais ni le pas, ni le diamètre) :
http://www.haystack-dryers.com/breeze_dryer.php
− l’objectif est d’obtenir un delta T de 3 à 8°C.

Le problème est de dimensionner cet échangeur air/eau, de trouver un modèle performant (de quel type ?) et un fournisseur.
C’est aussi de dimensionner le ventilateur, ainsi que le nombre et le diamètre des orifices, de sorte que le débit d’air et la pression permettent un séchage corporel en moins de 3 minutes.

Merci beaucoup de votre aide.
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[tzorg]

Salut hal,
Tu peux aller faire un tour sur la discussion que j'ai démarré sur le boostage d'un puits canadien.

http://forums.futura-sciences.com/ha...n-solaire.html
Même types de questionnement et des solutions, propositions de matériel en particulier de YOKO83;

Bon courage

[HAL10]

Merci Tsorg,
Malheureusement, le lien que tu m'as donné renvoie à la page d'accueil du site.
Comment puis-je trouver cette discussion ?

[KATDEN]

Salut,
c'est ici
ah bah non ça marche pas non plus, faut que la modération répare !
En fait clique sur le profil de tzorg et regarde ses messages, tu vas tomber dessus.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tzorg]

Oups,
http://forums.futura-sciences.com/ha...n-solaire.html

[HAL10]

Merci Tzorg,
J’ai bien lu vos échanges et voici ce que j’en ai retiré.

J’ai trouvé cet échangeur, auquel il manque le ventilateur :
http://www.france-air.com/Portals/0/...PC_2642_49.pdf

Tarif :
http://www.france-air.com/Portals/0/...PT_2932_69.pdf

Et ce fabricant de ventilateurs de qualité :
http://www.ebmpapst.fr/fr/

Mais il y a peut-être un risque d’incompatibilité entre l’échangeur et le ventilateur.
>> Comment savoir ?

J’ai aussi trouvé ceci :
http://www.france-air.com/portals/0/...pc_2276_81.pdf
et
http://www.france-air.com/Portals/0/...PC_3145_54.pdf

Et ceci :
http://www.prospair.com/contents/fr/..._Tertiaire.pdf >

Je ne sais comment choisir…
As-tu un avis sur ces équipements ?
Merci encore.

[tzorg]

il n'y a pas d'incompatibilité, juste des diamètres entrée sortie à vérifier, il y a des adaptateur au cas ou.
L'usage est-il régulier? Si c'est pour une personne une fois par jour le jeux ne vaut pas la chandelle, un système électrique semble plus adapté. Le matos ne sera jamais amorti, et de loin. Dans mon cas usage 24/24, 6 mois par an.
regarde çà par ex:
http://www.prospair.com/contents/fr/...ectriques.html

[HAL10]

Bonjour Tzorg,

Question usage, cela représente 3 utilisations par jour (3 x 3 minutes).
Or, tu sembles me dire que mon idée (visant les économies d’énergie en profitant de la chaleur de l’eau de la piscine) ne serait pas si judicieuse que ça (non amortissable).

Question physique, on m’a calculé les performances de l’échangeur Systair EC 710 (1200 € HT). Il échange 58kW avec une eau qui entre à 90°C et sort à 70°C (t° moyenne = 80°C) et un air qui entre à 15°C et sort à 43°C (t° moyenne = 29), soit un Dt = 51°C.
Pour un Dt de 51°C on échange 58kW, donc pour un Dt de 8.56°C (dont j’ai besoin) on échange 8.56 / 51 * 58 = 9.7kW. Comme j’ai besoin de 10kW, a priori ça passe.

Question ventilateur, le paramètre important est la pression qu'il peut générer. La perte de charge de cet échangeur étant égale à 41pa à 6156 m3/h. Il suffirait de prendre un ventilateur de 3000m3/h avec une pression d'environ 50pa pour prendre un peu de marge.

Sur le principe j’ai aussi une autocritique. Si l’eau pompée 24h/24 pour le circuit de filtration passe toujours par cet échangeur air/eau, même quand celui-ci n’est pas utilisé par le séchoir corporel, cet échangeur étant par nature un dissipateur de calories, il refroidit l’eau en permanence, contraignant le réchauffeur à rétablir sans cesse les 35°C de la piscine. Pour éviter cela, je peux ajouter une vanne 3 voies, mais alors l’eau n’aura pas le temps de chauffer les ailettes en inox, à moins de penser à ouvrir la vanne un certain temps à l’avance. Ce n’est pas pratique et les oublis rendraient l’outil inutilisable (air froid).

Je me suis appliqué à explorer la piste d’une batterie électrique. Cela m’a donné l’idée d’une solution multifonctions : séchoir corporel + chauffage et ventilation des locaux, à partir d’un chauffage air pulsé électrique comme le Sovelor ETV12, qui est gainable en entrée (aspiration) et en sortie (soufflage) : Ø 150.
Puissance calorifique : de 9 à 12 kW.
Élévation de température 65°C maxi.
Débit d’air 1000 m³/h ; Pression d’air utile 400 Pa (c’est peut-être trop faible).
Alimentation électrique 380 V / 3N / 50 Hz

http://www.sovelor.com/chauffages-ai...e-location.php

Voici ce que ça donne (fichiers joints).
>> L’idée est-elle pertinente ?

Merci.

[HAL10]

J'ai aussi trouvé cette batterie eau chaude :
http://www.prospair.com/contents/fr/...au_chaude.html

Je n'ai pas les éléments pour juger.

[HAL10]

Étant donné que je suis avant tout confronté à un problème de dimensionnement, je peux reprendre les données d’un sèche-cheveux mural, où l’air sort à une température de 75°C et à une vitesse de 105 Km/h, c’est-à-dire 29 m/s, pour un bouche de 5 cm de diamètre (19,6 cm²), avec une puissance moteur (ventilateur) de 200 W, offrant un débit d’air de 75 l/s, c’est-à-dire 345 m³/h et une puissance de chauffe de 2 kW.

Si j’optais pour un séchoir corporel doté de 7 orifices de 5 cm de diamètre, voici ce que cela donnerait proportionnellement :
− 7 orifices x 19,6 cm² = 137,2 cm²
− ventilateur = 200 W x 7 = 1400 W
− débit d’air total = 345 m³/h x 7 = 2415 m³/h
− puissance de chauffe nécessaire pour un air à 75°C = 2kW x 7 = 14 kW
− puissance de chauffe nécessaire pour un air à 30°C = 14 kW /2,5 = 5,6 kW, arrondi à 6 kW.

Si j’optais pour un séchoir corporel doté de 40 orifices de 2 cm de diamètre, voici ce que cela donnerait proportionnellement :
− 1 orifice = 3,14 cm²
− 40 orifices x 3,14 cm² = 125,6 cm², c’est-à-dire 137,2 cm² x 0,915
− ventilateur = 1400 W x 0,915 = 1281 W
− débit d’air total = 2415 m³/h x 0,915 = 2010 m³/h
− puissance de chauffe nécessaire pour un air à 30°C = 5,6 kW x 0,915 = 5,13 kW.

Est-ce correct ?

[tzorg]

je tombe à peu près sur la même puissance de 5KW/h pour un delta de 8°C à 2010M3/H. N'oublie pas que l'évaporation de l'eau sur le corps provoque du froid, 30°C risque d'être juste, c'est sûrement pour çà qu'un sèche cheveux souffle si chaud.

[HAL10]

Merci Tzorg.
Tablons sur 6 kW.
Ceci pour 2010 m³/h.
A ton avis, quelle serait alors ou quelle devrait être la pression (en pascals), sachant qu'on serait à une vitesse de l'air de 29 m/s ?

[HAL10]

Au cas où vous seriez de la partie sur ce sujet, je viens d'ouvrir une nouvelle discussion sur un autre aspect de mon projet, à l'adresse suivante :

http://forums.futura-sciences.com/br...ml#post5158025

Cette idée est-elle stupide ?

[JaiBu]

Très belle discussion technique.

Sauf que ton patient vas vraiment se les geler pendant 3 mn, de l'air a 30*?? quand tu es tout mouillé.....

Un peu de bon sens...

[HAL10]

Merci JaiBu pour cette remarque franche !
J'opte donc franchement pour une température de 45°C.
Et d’autant plus aisément que :

1) il suffit de s'éloigner à peine du flux d'air pour éprouver une chaleur nettement moindre (expérience du sèche-cheveux) ;
2) cette discussion m'a convaincu d'abandonner l'idée de recourir à un échangeur air-eau et d'opter pour une batterie électrique,

c'est-à-dire soit :
-- un chauffage air pulsé de ce type :
http://www.sovelor.com/chauffages-ai...e-location.php

soit, plus probablement :
-- une batterie électrique de ce type (ou plusieurs, car elle plafonne à 2,4 kW) :
http://www.prospair.com/contents/fr/...lectrique.html
ou
http://www.prospair.com/contents/fr/...lectrique.html

ce fabricant proposant heureusement des ventilateurs adaptés,
donc commandables indépendamment de la commande de température
(je dois vérifier si leurs débits et vitesse sont suffisants).

[HAL10]

Approfondissant ma recherche, je m’aperçois, que le fabricant propose d’autres puissances :
http://www.prospair.com/contents/fr/...ectriques.html

Particulièrement ce modèle en 6 kW avec régulateur intégré,
mais en biphasé 400 V (je ne sais si ça complique) :
http://www.prospair.com/contents/fr/...lectrique.html

>> Reste à trouver un ventilateur adéquat, entre 2000 et 3000 m³/h et vitesse de 29 m/s,
si mes calculs ne sont pas erronés.

[HAL10]

Il semblerait que ce ventilateur corresponde au besoin :
http://www.helios-fr.com/katalog/fr/f_var.htm

Contexte technique :
http://www.helios-fr.com/katalog/fr/...nt_242_261.pdf

Catalogue général :
http://www.helios-fr.com/katalog/cat...ios_2.0_fr.pdf