Double-flux

[djeg7]

Envoyé par bibice

Il faudrait trouver un tuyau coaxial ou l'air vicié transiterait au centre et l'air neuf sur la périphérie, avec échange avec la terre et le tube intérieur.

Quel interet d'un double echangeur? Ca revient a demander pourquoi une double flux a la sortie d'un puits canadien!

Le coup du coaxial, ca peut-etre une bonne idée à mettre en place plutot que des echangeur de DF onereux.
Mais ou trouver des tubes coaxiaux?

Il faudrait peut-etre aussi transferer tous ces messages dans le bon sujet, à savoir couplage DF/PC, et non au milieu d'un post sur l'ossature bois ecologique...
Si un modo passe par la pour faire le menage...

Je voyais un tuyau acheminant l'aire vicié à l'intérieur du puits canadien histoire de créer un echange thermique supplémentaire.
Sa rejoindrai la vision de bibibce 2 flux inversé sur une trés grande longueur. On pourraios rejiondre la théorie de la df couplé à un pc pour un moindre coût.

[djeg7]

Envoyé par bibice

Il y a deux choses à differencier.

Si vous avez un echangeur à plaques, vous ne pourrez difficilement depasser 50% de rendement avec cette definition car l'air entrant et l'air sortant auront quasiment la meme temperature de sortie. La surface d'echange est importante, avec un bon rendement (presque 100% de rendement d'echange), mais le temps d'echange est court et la surface aussi vu le debit, donc c'est un peu comme mélanger 1L d'eau froide avec 1 L d'eau chande, vous aurez 2 L d'eau tiède.

Pour atteindre ta definition de 100% de rendement, il faut de longues surfaces d'echange avec une circulation inversée des deux flux. Comme un flux continu d'eau chaude et d'eau froide, dans deux tuyaux collés avec des courants inversés pour chaque tuyau. Ce sont des systèmes alors très couteux. Donc encore une question de rentabilité économique à ce niveau (sans parler des pertes de charges vu la longueur de contact...)

pour info

[bibice]

Voila pour le transfert de quelques messages

Envoyé par stef76

Bonsoir, les chiffres que je donnai était uniquement pour illustrer ce que voulait dire un rendement de 100% .
Cette définition n'est pas ma définition, c'est LA DEFINITION d'un rendement d'un échangeur ;
je sais c'est troublant car j'ai moi-même fait la même erreur que Seboseb il ya quelque temps.
Si le rendement est de 80% (cas d'une bonne DF) alors
alors avec 5° en entrée et 19° en vicié cela donne pour l'air neuf réchauffé 16,2° en effet on a bien :
(16,2-5)/(19-5)=80%

comment cela est possible (une tentative de petit dessin pour expliquer) :

air neuf -->5° --> 9° --> 12° --> 16,2°
--------------------------------------------echangeur
7,8° <-- 11° <-- 15° <-- 19° <-- air vicié



Pour ceux qui doutent encore de la définition un petit lien :http://energie.wallonie.be/energiepl...up.htm#facteur

A dans une semaine . (déplacement oblige)

Envoyé par Nikau

Mea culpa. Effectivement, avec un échangeur à contre courant pourquoi pas ces évolutions de températures. Mais pas avec un échangeur à plaque, sauf nouvelle erreur de ma part.

Envoyé par Philou67

Merci stef76 pour ce lien (heureux de constater que mon intuition sur l'influence des débits sur le rendement se vérifie),

je puis admettre qu'un échangeur à courant inversé puisse dépasser un rendement de 50%... (bien que mon fort intérieur si oppose encore... j'attends la démonstration mathématique). Mais un échangeur à plaque ressemble plus à un échangeur "ponctuel" qu'à un long échangeur à courant inversé. D'où viennent alors les rendements annoncés de 70 à 90% pour les VMC DF ?

J'oubliais : la suite de la discussion est à faire sur le fil "Double flux"...

[bibice]

Pour completer, il y a effectivement eu un petit couac sur les rendements entre le rendement de l'echange thermique dans la double flux et le rendement de la double flux elle-même.

Le calcul des temperatures des sorties doit etre plus simple dans le cas d'un echangeur linéaire.
Dans un echangeur à plaques, les flux sont perpendiculaires, il doit donc surement y avoir un gradient de temperature à l'interieur du flux.

Il est sans doute possible de depasser 50% de rendement global dans un echangeur à plaques, le problème c'est la durée de l'échange : arrive-t-on à echanger la chaleur rapidement?

Sinon pour un rapide calcul, prenons un echangeur à plaque de 20x20x20 cm, avec un debit de 150m3/h, le volume d'air sortant n'a que 0,2s (en 0,2m) pour transferer son energie au flux entrant.

Dans un echangeur linéaire, ce même volume d'air parcoura plusieurs metres pour echanger sa chaleur donc plusieurs secondes aussi pour echanger.

Quelqu'un aurait des chiffres sur les vitesses d'echange à rajouter ici?

[Philou67]

J'aurais tendance à considérer l'échangeur thermique à plaque comme un échangeur composé de 2 flux parallèles (50%) et de 2 flux inversés (décomposition perpendiculaire du mouvement des flux croisés).

Si l'on considère que le rendement max d'un échangeur à flux parallèle est de 50% max, et si l'on admet (ce n'est pour l'instant qu'une hypothèse) que le rendement max pour une inchangeur à flux inversé et de 100%, le rendement global d'un échangeur à plaque sera de 75%.

Si l'on considère une perte globale de 10% dans l'échangeur (c'est une hypothèse optimiste) on obtient un rendement inférieur à 70%.

Comment se fait-il que l'ensemble des VMC DF du marché se targuent de rendement > 70% (voire 90%) ?

[bibice]

Vu que mon client de ce matin s'est décommandé, j'en ai profité pour faire un petit tableau des gradients de températures qui peuvent se produire dans un echangeur à plaques.

Chaque tableau correspondrait à ce qui se passe entre deux plaques l'un pour le flux entrant, l'autre pour le flux sortant. chaque carré précédent dans le sens du flux servant à calculer la température du carré suivant.

le premier fichier est donné avec un échange pour chaque volume elementaire d'un rendement de 1 (un volume à 0 et un volume à 20 donne deux volume d'air à 10°)

le deuxième fichier est donné avec un échange à rendement 0,2 (un volume elementaire à 0° + un volume à 20° donne un volume à 2° et l'autre à 18°).

Si sur la courte distance d'échange, l'echange e un très bon rendement, on peut effectivement avoir un rendement global de la DF à plaque supérieure à 50%.

[seboseb]

Salut à tous,
je reviens d'une semaine de vacances, et je vois que les neurones ont chauffé.

Je constate que certains d'entre vous font un distingo entre un échangeur à flux parrallèle, à flux inversé, etc.
Or, Nikau a justement rappelé que les lois de la thermodynamiques s'appliquent tout le temps, et ce n'est pas la technologie employée qui va y changer quoi que ce soit.

Si je mélange dans un calorimètre parfait (une bouteille thermos idéale, quoi !)1 litre de café à 90°C et un litre de lait à 10°C, j'aurai deux litres de café au lait à (90+10)/2 = 50 °C, ça c'est clair.

Avec une ventilation DF, on ne mélange pas les flux, sinon l'air qui pénètre dans la chambre sent la friture, le linge mouillé, et bien pire encore... Donc, on garde les flux séparés, et on met un échangeur. Il sert à ça, l'échangeur !! Juste à ne pas mélanger les flux, tout en gardant un "mélange" des températures aussi élevé que possible. Au mieux, l'échangeur peut parvenir à faire AUSSI BIEN qu'en mélangeant les flux, MAIS PAS MIEUX, arrêtons le délire !

Alors, évidemment, pour augmenter la température de l'air entrant, on peut :

- Mettre beaucoup d'air sortant (chaud) et peu d'air entrant (froid). C'est comme mettre 5 litres de café à 90°C et 1 litre de lait à 10°C. Ca marche pour le café, (la température obtenue est supérieure à 50°C) mais c'est idiot pour la VMC, puisque LES DEBITS SONT LES MÊMES ! Même s'il y a une légère sous-pression (VMC SF) ou surpression (VMC DF), il y a équilibre dans cette situation de sous ou sur-pression.

- Echauffer le calorimètre, ce qui revient mettre allumer le gaz sous la casserole de café au lait. Avec une DF, si j'ai un air entrant à 20°C, un air sortant à 10°C, les t° devraient s'équilibrer à 15°C. Or si l'échangeur est dans ma pièce à 20°C et peu isolé de ladite pièce, l'air entrant sera à 16 ou 17°C. Miracle ? Et non, car la t° que j'ai gagnée sur l'air entrant, je l'ai gagnée aussi sur l'air sortant. J'ai fait sortir de l'air à 16 ou 17°C au lieu de 15, j'ai donc perdu du potentiel calorifique. Ainsi, plus l'échangeur est mal isolé de la pièce, plus il semble efficace (t° d'air entrant élevée) alors qu'en fait le bilan global devient plus mauvais !

Autre manière d'augmenter la t° de l'air entrant : récupérer la chaleur du moteur. Et là encore, plus le ventilo sera poussif et inefficace, avec un bon gros effet joule, plus la t° de l'air entrant sera flatteuse

- Enfin, on peut utiliser un système de pompe à chaleur, comme celà se fait dans les maisons passives qui n'ont pas d'autres moyens de chauffage. Avec ce système, on peut en effet atteindre des températures d'air entrant de 25°C ou plus si besoin, et recracher dehors de l'air à 5°C. Mais là, ce n'est pas un échangeur !!! Il faut un fluide qui se vaporise à basse température, un compresseur, etc, comme tout frigo de base.

Conclusion : ne pas trop se fier aux "rendements" annoncés, (le rendement de l'échangeur seul, sans apport calorique de la pièce, et sans la chaleur du moteur n'est JAMAIS annoncé) et surtout, considérer le bilan global d'une VMC et pas juste une mesure des température d'air entrant et d'air extrait !

[bibice]

Envoyé par seboseb

Au mieux, l'échangeur peut parvenir à faire AUSSI BIEN qu'en mélangeant les flux, MAIS PAS MIEUX, arrêtons le délire !

Tu oublies juste une chose :

-1L d'eau à 20° et 1L d'eau à 0°, tu peux obtenir 2L d'eau à 10° avec un simple echangeur.

-Et bien avec ton 1L d'eau sortant à 10°, tu vas pouvoir le mettre en amont et préchauffer ton 1L d'eau entrant suivant de 0° à 5°!

-Et cette eau entrant à 5°, en contact d'un litre d'eau sortant suivant à 20°, ca te donne au final 2L d'eau à 12,5°, qui permettront encore d'améliorer au passage suivant... jusqu'à une certaine stabilisation du système.

C'est ce que permet de faire un echangeur linéaire avec des flux à contre courant et une surface d'échange assez longue.

Si les deux flux vont dans le même sens, un volume elementaire d'air sortant echange toujours avec le même volume élémentaire d'air entrant. tu ne pourras qu'obtenir des temperatures egales à la sortie.

Avec des flux inversés, un volume élementaire d'air entrant va echanger avec une multitude de volume elementaire d'air sortant avec des temperatures de plus en plus chaude.

[seboseb]

Ayé, j'ai pigé le truc !! J'y avais pô pensé. En fait, j'avais une vision "statique" de l'échange thermique, alors qu'il il faut voir ça comme une succession d'échange. Et c'est vrai que ça améliore bien les choses.

Ma lanterne, bien éclairée, te remercie Bibice !

Cela dit, mes remarques sur le rendement restent valables : on ne peut pas se contenter de mesurer la température d'air entrant et d'air extrait à la sortie des bouches d'insufflation et d'extraction. Une fois déduits l'apport thermique du moteur, le gain thermique par les parois du caisson de l'échangeur et par la tuyauterie, il faudrait mesurer quel est le gain réel...
Je lance un vibrant appel à quiconque aurait entrepris cette démarche : ALORS, CA DONNE QUOI ???

[Garion]

Envoyé par seboseb

Cela dit, mes remarques sur le rendement restent valables : on ne peut pas se contenter de mesurer la température d'air entrant et d'air extrait à la sortie des bouches d'insufflation et d'extraction. Une fois déduits l'apport thermique du moteur, le gain thermique par les parois du caisson de l'échangeur et par la tuyauterie, il faudrait mesurer quel est le gain réel...
Je lance un vibrant appel à quiconque aurait entrepris cette démarche : ALORS, CA DONNE QUOI ???

Ben de toute façon, la ventilation mécanique est indispensable pour une hygiène correcte dans le bâtiment, donc le ventilo, il le faut quand même dans une simple flux.
D'un autre coté, il n'est pas impossible non plus que certaines ventilation double-flux perfectionnées soient parfaitement capable de récupérer une grande partie de l'apport thermique du moteur pour améliorer le rendement.

[Philou67]

Je dois me rendre à l'évidence, un échangeur linéaire à courants inversés dépasse le rendement de 50%.
Merci Bibice pour l'explication enfin claire.

J'ai fait la même expérience que Bibice sur un échangeur linéaire à courants inversés (en prenant localement la même formule).
En fonction de la longueur de l'échangeur (en fait de la granularité de ma surface d'échange, ce qui doit revenir au même), j'obtiens des rendements de 50% à 92,59%.

Je pense que le rendement max théorique n'est toutefois pas de 100% et doit pouvoir se calculer en résolvant un système d'équation différentielles (car celà revient à faire tendre la surface élémentaire d'échange vers 0).

J'ai aussi vérifié que l'énergie totale des deux flux de bout en bout était constante, ce qui me satisfait. Merci aux tableurs modernes qui permettent de faire des calculs itératifs sans avoir à résoudre ces fameux systèmes d'équations.

Mais bon, si on en revient aux échangeurs à plaque... je crois que les rendements annoncés de 90% pour une VMC DF, c'est vraiment exagéré (même en tenant compte des apports thermiques des moteurs). Ou alors, on met des ventilos surpuissant et on n'a plus un échangeur passif, mais un grille-air électrique. C'est pas le but d'une DF, çà ! non ?

[bibice]

N'empeche que l'idée de faire passer l'extraction de l'air vicié par la terre me parait pas bete du tout.

Si vous faites un puits canadien, au lieu de tirer un tuyaux, vous en tirez deux l'un a coté de l'autre, un pour l'entrant, l'autre pour le sortant. Ca permettra à l'air sortant de restituer une partie de son énergie à la terre, près de l'air entrant qui puise de l'energie dans la terre.

Ca fait quelque chose de pas cher à mettre en place.

Pas de probleme de radon sur la sortie, pas besoin de pompe supplémentaire. Ca ne coute qu'un tuyaux de plus à mettre en place, à raccorder à la sortie d'une simple flux.

Peut-etre rajouter un by-pass pour eviter de chauffer la terre en été.

Enfin, penser à éloigner de nouveau les tuyaux aux extrémité pour éviter d'aspirer dans le puits canadien l'air vicié qui sortirait juste à coté!

Difficile à première vue de quantifier un rendement sur une telle installation, mais je pense que l'air vicié peut fournir autant d'enrgie à la terre que l'air entrant par un PC peut en puiser.

Ca me parait beaucoup plus simple et moins cher à mettre en place qu'une double-flux.

[Philou67]

C'est effectivement un très bonne idée.
Mais le ventilateur d'une simple-flux sera-t-il capable de "tirer l'air" de l'habitat et "d'insuffler" le tout dans 30m de puits ???

[djeg7]

Et par exemple glisser dans un tuyau de 250 un tuyau de 200 ( j'ai pas les diametres en tête), l'echange peut il se faire. En prevoyant aussi un by pass en été. Sinon les deux tuyau en paralelle, pas mal comme idee!!! Sa fait une forme d'échangeur geothermique!!!

[bibice]

Envoyé par djeg7

Et par exemple glisser dans un tuyau de 250 un tuyau de 200 ( j'ai pas les diametres en tête), l'echange peut il se faire. En prevoyant aussi un by pass en été. Sinon les deux tuyau en paralelle, pas mal comme idee!!! Sa fait une forme d'échangeur geothermique!!!

Le problème de faire un tuyau coaxial, c'est qu'il faudra des cales pour éviter qu'un tuyau repose au fond de l'autre. Ces cales renforceront forcément les pertes de charges.

Et le problème d'un tuyau posé au fond de l'autre, c'est d'une part de réduire l'efficacité de l'échange, et d'autre part de perturber l'évacuation des condensats.


Pour ce qui est de la puissance de la simple flux, au pire, tu supprimes la VMC, et tu mets le même ventilo que celui du PC, mais tournant en sens inverse... mais ca supprime toutes les regulations dispo sur une VMC. Peut-etre qu'un ventilo supplémentaire en sortie de l'extraction pourrait soulager la VMC, pourquoi un petit ventilo solaire. Il faut juste calculer tout ça... si quelqu'un a le courage. Mais à mon avis, les pertes de charges risque tout simplement de réduire le débit de la VMC, ce qui n'est pas forcément dramatique.

ps: j'oubliais, avec le coaxial, il faut aussi réussir à dissossier les deux flux à chaque extrémité, la aussi sans engendrer trop de pertes de charge.

[Philou67]

Moi j'aime bien la solution aux deux flux côte à côte.
Ajouter en ventilo, de toute façon, pour l'été, il est préférable de renforcer la ventilation, donc pas de problème pour ajouter un ventilo solaire (actif que de jour, mais c'est déjà pas si mal).
Par contre, j'aurais mis le ventilation à l'entrée du puit au lieu de la sortie. Le puit est ainsi plutôt en surpression, la pression est ré-équilibrée dans l'habitat, et la SF poussera l'air dans l'échangeur du puit.
Par contre côté calcul, sais pas faire.

Un dernier point qui n'a rien à voir mais qui me trotte dans la tête depuis un moment : çà concerne les SF hygro B (bouches d'extraction et d'entrée d'air hygro régulées). Lorsque l'humidité est faible, toutes les bouches se ferment... mais la VMC aspire toujours autant... les conduites sont alors en forte dépression... et le ventilo doit chauffer, non ?

[Philou67]

C'est fou çà, Bibice y pense toujours à tout

[djeg7]

pensez vous que le puits en parallele paut avoir un rendement environnant les 50 ???