Dimensionnement d’un échangeur air/eau - Page 2
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Dimensionnement d’un échangeur air/eau



  1. #31
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau


    ------

    Je précise que le chauffage air pulsé électrique retenu ici est 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

    -----

  2. #32
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    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.

  3. #33
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    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 ?

  4. #34
    Boumako
    Invité

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Ça fait beaucoup de questions tout ça.

    Je vais d'abord répondre à un point important que tu as soulevé

    Citation Envoyé par HAL10 Voir le message
    Une autre question :
    Quelqu’un m’a dit que si c'était pour une personne une ou deux fois par jour, le jeux n’en valait pas la chandelle (investissement trop lourd pour être amorti) et qu’une batterie électrique semblait plus adaptée, comme celle-ci (mais de quelle puissance ?) qui semble aussi sans ventilateur :
    http://www.prospair.com/contents/fr/...ectriques.html

    Cela signifierait que mon projet (visant les économies d’énergie en profitant de la chaleur de l’eau de la piscine) ne serait pas si judicieux que ça.
    >> Est-ce ton avis ?

    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, (il ne l’est que 6 minutes /jour), 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. Pour éviter cela, je peux ajouter une vanne 3 voies, mais alors l’eau n’aura pas le temps de chauffer les ailettes, 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).
    On peut comparer les désavantages des 2 solutions

    Avec la batterie à eau chaude :
    - Le cout d'investissement est plus important qu'avec une batterie électrique
    - Le montage est plus compliqué
    - Le résultat est plus incertain (température d'air plus basse qu'un chauffage soufflant classique)
    - Il y a également 2 problématiques à ne pas prendre à la légère, l'encrassement du circuit d'eau, même si l'eau est filtrée, et la corrosion provoquée par le chlore.

    Avec une batterie électrique :
    - L’énergie pour chauffer est plus couteuse si la piscine est chauffée avec une énergie meilleur marché que l’électricité.

    Il faut aussi considérer le temps de fonctionnement. Si on fait le calcul sur une base de 2 séchages par jour de 5 minutes avec une puissance de 10 kW on arrive à un cout d'environ 2 * 5/60 * 10 * 365 * 0.11 = 67 euros par an d’électricité, et ce n'est même pas 67 euros d’économisé, car la solution de la batterie eau chaude consomme moins d’énergie, mais elle en consomme tout de même.

    Par contre au vu de tes schémas le point sur lequel il faudrait surtout plancher est la récupération de chaleur de la ventilation, en utilisant un échangeur double flux (donc air/air) pour préchauffer l'air extérieur.
    En ce qui concerne l'utilisation de la batterie comme chauffage et moyen de ventilation il faudrait demander l'avis du fournisseur.

  5. #35
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Bonsoir et encore merci pour cette judicieuse contribution.
    J’ai passé la nuit sur l’affaire. D’où cette floraison de questionnements…
    Tout cela à cause d’une ridicule incapacité à m’essuyer !
    Pour info, c’est à cause d’un médicament qui m’a détruit les tendons…
    J’ai pensé à un robot-geisha, mais ce n’est pas encore au point.

    Comme le centre ville classé interdit les capteurs solaires, l’eau est chauffée avec un réchauffeur électrique (8 h/j, car la piscine est ultra isolée : parois, sol et couvercle étanche ; un vrai thermos). Donc… en effet, chauffer l’air avec de l’électricité n’est pas plus coûteux. J’en prends acte, d’autant plus que tes arguments contre la batterie à eau chaude sont de poids.

    Par ailleurs, selon mon dernier calcul, 2010 m³/h et 5 à 6 kW suffiraient.
    Est-ce trop juste ?
    Au fait, 2010 m³/h à 29 m/s, cela donne quelle pression (en pascals) ?

    Comparé à ta solution : ventilateur de 3000m3/h avec une pression de 50pa, que penses-tu du chauffage air pulsé sur lequel j’ai travaillé cette nuit (débit d’air = 1000 m³/h et pression d’air = 400 Pa) ?

    Pour la ventilation, selon mon idée (air pulsé), on serait en VMI (ventilation par insufflation).

    Bonne soirée.
    Dernière modification par HAL10 ; 13/03/2015 à 20h10.

  6. #36
    Boumako
    Invité

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Ici 400pa est la pression utile, c'est à dire la pression maximale à laquelle on peut monter sans trop faire chuter le débit. Si tu regardes une courbe typique de ventilateur : http://www.fr.maico-fans.com/files/F..._IM0013714.gif tu peux voir que la pression est maximale à débit nul, elle descend assez peu au fur et à mesure que le débit augmente, puis elle chute rapidement. Pour une raison de rendement (énergie pour déplacer l'air / énergie consommée) on se place sur le début de la chute de pression, c'est cette zone qu'ils appellent "pression utile". Cette valeur est importante pour déterminer le choix des gaines (plus la pression est grande plus on eut réduire le diamètre), mais elle n'a pas d'impact sur l'efficacité du séchage ou du chauffage proprement dit.

    Par ailleurs, selon mon dernier calcul, 2010 m³/h et 5 à 6 kW suffiraient.
    Est-ce trop juste ?
    L'ordre de grandeur me semble correct.

  7. #37
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    OK, c’est noté !

    Sapristi, je ne connais pas la formule permettant de comprendre le rapport entre vitesse, pression et débit d’air. La connais-tu ?

    J’ai du mal à comprendre que la pression soit maximale à débit nul, car je croyais qu’il s’agissait de la pression d’un courant d’air, donc ayant un débit. Mais je crois qu’il me faut penser en termes de force. Or, quand j’exerce une « pression » sur mon mur, je n’avance pas, mais ma pression est « utile ». En effet, quand la voiture qu’on pousse avance, la pression baisse dans la mesure même où elle avance… Comme quoi je ne suis pas loin de comprendre.

    Tu dis que la pression n'a pas d'impact sur l'efficacité du séchage. Du coup, qu’est-ce qui est déterminant ? Le débit et la vitesse de l’air ? Manque encore la formule et j’aurai eu ma leçon de l’année…

  8. #38
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Pour info, voici quelques exemples de séchoirs corporels (fichier joint).
    Images attachées Images attachées  

  9. #39

  10. #40
    Boumako
    Invité

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Citation Envoyé par HAL10 Voir le message
    Tu dis que la pression n'a pas d'impact sur l'efficacité du séchage. Du coup, qu’est-ce qui est déterminant ? Le débit et la vitesse de l’air ?
    Le séchage est plus efficace si on a une température élevée et/ou une vitesse importante.

    J’ai du mal à comprendre que la pression soit maximale à débit nul, car je croyais qu’il s’agissait de la pression d’un courant d’air, donc ayant un débit.
    C'est assez facile à comprendre si tu prends l'exemple d'un aspirateur. A dépression nulle (rien ne vient obturer l'ouverture) le débit, et donc la vitesse d'air dans le tuyau est maximale. Si par contre l'aspiration est bouchée le débit est nul, la vitesse de l'air est nulle et la dépression est maximale.

    Sapristi, je ne connais pas la formule permettant de comprendre le rapport entre vitesse, pression et débit d’air. La connais-tu ?
    On ne peut pas vraiment parler de formule, car tout dépend du type de ventilateur, par contre tu peux déterminer la relation en utilisant la courbe de fonctionnement du modèle utilisé, qui ressemblera à celle que j'ai montré en exemple plus haut : Pour un certain débit d'air on a forcément une correspondance en pression (mesurée juste en sortie du ventilateur ; des pertes de charge peuvent s'ajouter).
    La vitesse est directement liée à la section de passage, par exemple un débit d'air de 1000 m3/h (0.28m3/s) dans une gaine de 0.1m² circulera à 0.28 / 0.1 = 2.8m/s. Dans une gaine de plus grand diamètre la vitesse est donc plus faible.

  11. #41
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    OK. Alors 1000 m³/h dans une gaine de 1 m² circulera à 0,28 m/s.
    Il ne me reste plus qu’à trouver la prochaine question…
    Nous verrons demain.

    En attendant, je pense qu’on peut déjà conclure que l’idée qui m’a amené à ouvrir cette discussion n’est pas pertinente. Il reste à voir s’il existe vraiment un appareil à air pulsé capable de satisfaire aux exigences des différentes fonctions pour lesquelles j’ai développé ma seconde idée (car un chauffage à air pulsé, c’est l’assemblage d’une batterie électrique et d’un ventilateur).

    Je trouverai peut-être une meilleure solution chez Helios, car leurs batteries électriques peuvent être fournies avec un ventilateur adapté.
    Me voici donc paré pour interroger proprement ces fabricantrs.

    Merci beaucoup.
    Seul, je n’aurais pas pu.

  12. #42
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Ne pourrais-tu pas me souffler une bonne question à te poser ?
    Je sèche.

  13. #43
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    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 ?

  14. #44
    Boumako
    Invité

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Le but est de limiter la déperdition de chaleur au maximum quand le bassin n'est pas utilisé ?

  15. #45
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Oui, c'est bien ça, parce que la principale perte de chaleur a lieu en surface, surtout à cause de l'évaporation.
    L'objectif est d'économiser les frais de fonctionnement (économie d'énergie). Mais vient ensuite le souci de d'éviter les problèmes d'humidité.
    Dernière modification par HAL10 ; 14/03/2015 à 18h51.

  16. #46
    Boumako
    Invité

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Dans ce cas il n'est pas utile de placer un couvercle aussi performant. Une simple bâche à bulles sera déjà très efficace.
    Pour économiser sur l’énergie tu peux par contre utiliser une petite pompe à chaleur pour chauffer l'eau.

  17. #47
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Tu as raison.

    Le problème est que je suis incapable de manipuler une bâche à bulles (tendons des doigts et de bras hyper fragiles).

    Par ailleurs, mon kiné m’a fait remarquer qu’à l’usage, sa bâche à bulles ne couvre l’eau qu’imparfaitement et que l’eau passée dessus lors des manipulations s’évapore et refroidit celle du dessous. De plus, l’évaporation n’est pas seule en cause. L’isolation joue aussi un grand rôle. L’économie est maximale quand on ferme le « thermos » hermétiquement.
    D’où l’idée.

    Autre motivation :
    Si j’ai opté pour une piscine en inox, c’est pour éviter le liner en polyester et l’époxy dans les joints des mosaïques, c’est-à-dire toute source de toxines, sachant qu’une eau maintenue à 35°C, ça fait que les plastiques infusent, pendant que moi, à raison de 3 x 1 heure par jour (1000 heures pas an), je ne veux pas que ma peau absorbe cette infusion, obsédé que je suis envers toute forme d’intoxication depuis que c’en est une qui m’a rendu handicapé à 80 %.
    C’est pourquoi je vois d’un mauvais œil le contact d’une bâche à bulles avec l’eau.

    C’est aussi pourquoi j’ai banni tout traitement chimique de l’eau (j’ai opté pour l’UBO : http://www.ultra-bio-ozone.com/trait...u-piscine-.php).

    Concernant la petite pompe à chaleur, un plombier me l’avait déconseillée pour plusieurs raisons convaincantes (que j’aurais dû noter), du moins dans mon cas. Je vais l’appeler pour lui demander de me les rappeler (c’était très technique). Je me retrouve donc avec un réchauffeur électrique de 3 kW (http://www.europoolshop.com/contents/fr/p2.html) et un gros souci d’isolation.

    Est-ce que ça tient la route ?

  18. #48
    Boumako
    Invité

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Bonjour

    J'ai cherché des infos sur l'isolation des parois du bassin dans tes messages, mais je n'ai pas retrouvé. Pourrais tu préciser l'épaisseur et la nature de l'isolant (bords et fond) ?

  19. #49
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Isolation thermique du bassin :
    − sol : 20 cm de verre expansé sous dalle béton armé de 20 cm,
    − parois : 30 cm de laine de roche semi rigide,
    − couvercle reposant sur la margelle périphérique : 6 cm de polystyrène extrudé, 2 cm d’aggloméré, cadre UPN en inox, joint d’étanchéité périphérique en caoutchouc, finition des 2 faces = « linoléum » en vinyle. Coupe du couvercle ci-jointe.
    Images attachées Images attachées  

  20. #50
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    Au cas où le verre expansé (cellulaire) t'intéresserait pour ton usage, voici les infos :
    http://www.escalebio.com/granulat-de...-146-C123.html

    http://www.technopor.com/produkt-gra...seite-granulat

    PDF :

    http://www.nature-et-developpement.c...0Technopor.pdf

    http://www.nature-et-developpement.c...b%C3%A9ton.pdf

    Images :
    https://www.google.fr/search?q=technopor&newwindow=1 &rls={moz:distributionID}:{moz :locale}:{mozfficial}&source=lnms&tbm=isch& sa=X&ei=boIFVfngGoS1UfjLg6gH&v ed=0CAcQ_AUoAQ&biw=1432&bih=77 0

    Vidéos :
    https://www.google.fr/search?q=technopor&newwindow=1 &rls={moz:distributionID}:{moz :locale}:{mozfficial}&biw=1432&bih=770&tbm= vid&source=lnms&sa=X&ei=goIFVf jXPIuyUeKMgNAK&ved=0CAgQ_AUoAg &dpr=1

    TECHNOPOR :
    https://www.youtube.com/watch?v=7qIQ-HGOqPY

    https://www.youtube.com/watch?v=35SV8NpS4Fo

    MISAPOR :
    https://www.youtube.com/watch?v=tazDq3gvPcY

    https://www.youtube.com/watch?v=M61EMs1X3B8

    GEOCELL :

    https://www.youtube.com/watch?v=rXGgW3n_FMk

  21. #51
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    On me dit que je vais vraiment me les geler pendant 3 mn avec de l'air a 30°C sur un corps tout mouillé. 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, si besoin, 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/...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

    Ce fabricant propose heureusement des ventilateurs adaptés,
    donc commandables indépendamment de la commande de température.
    >> 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.

  22. #52
    HAL10

    Re : Dimensionnement d’un échangeur air/eau

    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

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