Concevoir un refroidisseur pour liquide

[goodvibes69]

Bonjour à tous,

Je suis à la recherche d'une solution visant à maintenir un liquide, en l'occurance de l'eau, à une température d'environ 5°C, le but est d'y plonger une poche plastique de dimension 30x15cm, d'epaisseur 5mm dans laquelle circule un fluide lui même mit en mouvement grace à une pompe peristaltique (projet medical).

Pour le moment, j'utilise tout simplement un bac (en polystyrene) rempli de glace pillée mélangé avec de l'eau pour refroidir cette poche. Cependant, il est necessaire de refroidir cette poche durant 6H donc je suis contraint de renouvellé au moins une fois la glace dans le bac.

Je souhaiterai donc concevoir une sorte d'echangeur thermique avec lequel je pourrai maintenir del'eau à 5°C afin d'y mettre la poche dans le but de la refroidir. J'ai besoin que cette echangeur prenne un minimum de place et soit compact car la finalité serait de l'intégrer à un lit d'hopital. J'ai beau me promener sur le net, je ne reussi pas à trouver un element du commerce tout fait avec les spec que je recherche donc je me dis qu'il doit etre envisegeable de concevoir cet ensemble. Je suis donc à le recherche d'information pouvant m'aider à realiser cet ensemble car malgré mes faibles notions de thermodynamique, je galere un peu donc je suis preneur de toute info, merci d'avance.

[chatelot16]

si la poche contenait toujours le meme liquide la puissance de chaleur a evacuer serait tres faible et limité aux perte par l'isolation thermique : un module a effet pelletier de glaciere 12v pourait sufir

mais tu parle d'un debit de liquide qui va passer par la poche : donne le debit et la temperature d'arrivé et cela permetra de calculer la puissance de refroidissement necessaire : et de voir si un module peletier suffit : sinon combien il faut en mettre , ou meme si il vaut mieux un compresseur ...

[goodvibes69]

si la poche contenait toujours le meme liquide la puissance de chaleur a evacuer serait tres faible et limité aux perte par l'isolation thermique : un module a effet pelletier de glaciere 12v pourait sufir

mais tu parle d'un debit de liquide qui va passer par la poche : donne le debit et la temperature d'arrivé et cela permetra de calculer la puissance de refroidissement necessaire : et de voir si un module peletier suffit : sinon combien il faut en mettre , ou meme si il vaut mieux un compresseur ...

Avant tout merci d'avoir repondu, concernant le debit la tout de suite j'ai pas les chiffres en tete mais demain au labo je les aurais et je te communiquerais tout ca sinon, le liquide circulant deja dans la poche est en effet toujours le même et à l'entrée du "refroidisseur" il est à la température du bloc donc a proximativement 20-22°C mais il doit imperativement sortir du refroidisseur à environ 5°C...

[Jeanpaul]

Imagine que tu prennes un gros tas de glace pilée et que tu récupères l'eau de fonte. Elle sera toujours à 0°C tant qu'il reste de la glace, surtout si tu isoles le tuyau qui amène cette eau.
Dès lors, pourquoi ne pas mettre un résistance chauffante avec un thermostat réglé sur 5°C avec une circulation permanente d'eau ?
Bien entendu, il faudait voir si tu peux accepter cette circulation de liquide.

[polo974]

Il faut prendre le groupe froid d'un distributeur d'eau froide (les fontaines à eau avec un bouton eau froide et un bouton eau tempérée), c'est pas trop gros et dans le gamme de température.
Enfin quand je dis "il faut", c'est façon de dire...

[almaco44]

la solution de polo974 est un bon départ. Il faudrait cependant être sûr du besoin frigorifique. Grossièrement, on peut l'estimer si tu connais la masse de glace et son temps de fonte complète.

[goodvibes69]

la solution de polo974 est un bon départ. Il faudrait cependant être sûr du besoin frigorifique. Grossièrement, on peut l'estimer si tu connais la masse de glace et son temps de fonte complète.

Donc en gros il faut 2.3 Kg de glace pilée et 1.5 L d'eau et on va dire que pour un traitement de 6H, je renouvelle une fois la glace pillée donc qu'en 3H la glace a fondu completement...merci de ton aide en tout cas

[chatelot16]

le calcul avec la quantité de glace va donner une puissance frigorifique superieur au besoin reel : car quand tu aura remplacé la glace par une machine , le volume a refroidir sera plus petit et mieux isolé : la puissance necessaire va se raprocher de la puissance theorique calculé avec le debit

quel est le volume de liquide qui passe dans la poche en 6H

est ce un debit regulier ou est qu'il faut de l'inertie thermique pour supporter des gros acoups

[goodvibes69]

Alors j'ai joint une illustration (ou il ne figure pas le bac dans lequel la glace te l'eau sont rajoutée) issue d'un logiciel de CAO où l'on voit en rouge la "poche" avec ses serpentins dans lesquelle va circuler le liquide à refroidir. Cette poche est alimentée par une pompe avec un debit regulier de 0.3L/min.

Ce serpentin grossierement a une section rectangulaire de 7x2 mm (car c'est une poche plastique avec une surfane plane d'un coté) pour une longueur globale d'environ 1615 mm...donc soit un volume de 22610 mm3 soit 0.023L

En gros je souhaiterai que cette poche trempe dans un recipient contenant de l'eau en permanence avec un température comprise entre 1 et 5°C maxi

[chatelot16]

0.3 l/mn

certainement proche de l'eau donc 300g/mn = 5g/s

de 25 a 5 °C difference 20°C

1g et 1°C = 1 calorie

20°C x 5g/s = 100 cal/s = 418 J/s = 418W

il y a le choix entre les 2 systeme : n'importe quel groupe frigorifique a compresseur suffira : les module pelletier seront plus cher mais plus facile a installer

un seul module pelletier de glaciere 12v ne suffira pas

[Jeanpaul]

Je suis allé à un mariage récemment et ils avaient installé une petite pompe à bière réfrigérée. Ca tenait sur un tabouret. Peut-être une approche ?

[almaco44]

Pour mon petit bilan thermique à partir de ta glace, j'ignore la chaleur latente pour simplifier. 2,3kg de glace x 335kJ/kg de chaleur latente = 770kJ. Le temps est de 3h soit 10800s. La puissance équivalente de la glace est donc 770000/10800=71W.
A mon avis, le calcul de chatelot16 correspond a un circuit ouvert avec un dt très élevé. Dans ton cas, je pense que tu est en circuit fermé, donc ton dt va être de quelques degrés seulement et la puissance necessaire plus réduite.

[chatelot16]

oui j'ai fait le calcul comme si le liquide entrait dans la poche a 25°C et ressortait a 5°C

si l'echange thermique est mauvais et que l'on veut du froid a 5°C juste pour refroidir a 15°C la puissance est 4 fois plus faible 418/4 = 104W

quelle est la temperature du liquide en sortie de cette poche qui fait echangeur ?

[goodvibes69]

La température à la sortie de cette poche "echangeur", et bien c'est une tres bonne question car etant donné qu'elle est plongé dans l'eau glacée donc proche des 0°C...donc vu la faible epaisseur de plastique on ne doit pas etre bien loin je pense mais je ne sais pas plus que ça