Chauffe-eau 12V.

[djodjo44]

Bonjour,

Ayant réalisé un chauffe-eau à partir de bougies de préchauffage en 12V et d’un collecteur de chauffage pour plancher, je suis étonné du faible rendement obtenu. C’est la raison pour laquelle je poste.

Voici le montage : c’est un collecteur de chauffage à 6 bougies. Les bougies sont mises dans le collecteur par l’intermédiaire de pièce en cuivre et de joint ‘’ caoutchouc ‘’ pour éviter les fuites d’eau. Ces pièces en cuivre ne sont pas en contact avec la partie chauffante de la bougie.
PICT0576.JPGPICT0577.JPG

Les entrée et sortie d’eau se font aux deux extrémités du collecteur.
Sur la partie chaude il y a un tuyau d’environ 30cm qui se termine par une buse de pulvérisateur.
La température de l’eau est mesurée à la sortie de cette buse.
Le collecteur est isolé avec de la mousse pour tuyauterie d’environ 7mm d’épaisseur. Il n’y a que les écrous des cosses électriques qui sont apparents.
Le +12V arrive sur le raccord d’arrivée d’eau, le – est l’ensemble des cosses des bougies.

Les températures sont mesurées avec un thermomètre à mercure à 0,2°C près.
L’ampérage est mesuré avec une pince ampère-métrique.
Le voltage est mesuré avec un multimètre électronique.
Les débits sont mesurés sur une minute avec un pot doseur et une montre à affichage digital.
Voici les résultats obtenus :
Température de l’eau admise : 12°C,
Débit de l’eau 410ml/min,
Début de l’essai à 16h 36min, ampérage 75,6A, tension : 11,11V, température de l’eau : 31,8°C, ce qui donne un rendement de : 67,3%

Mesures à 16h 43min, ampérage : 74,3A, tension : 11,02V, température : 31,8°C, ce qui donne un rendement de : 69,1%,

Fin de l’essai à 16h 45min, ampérage : 73,8A, tension : 10,92V, température varie de 31,4 à 31,6°C, ce qui donne un rendement de : 67,4%
Débit de l’eau 400ml/min.

Il y a-t-il une explication à ce rendement aussi faible ?
Quelles-sont les pistes d’amélioration ?

Merci par avance pour vos réponses.
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
L'isolation thermique de tout cela par rapport à l'environnement ...c'est quoi ?
Température de l'environnement ?
Si ça s'évapore (calories) aussi dans l'air...c'est sur que tu ne retrouves pas tes billes à la sortie.
A+

[djodjo44]

Merci pour la réponse.
J'ai fait l'essai dans mon garage, la température ambiante est d'environ 14°C car il est semi-enterré.

Par ailleurs tout est enveloppé dans de la mousse pour tuyauterie, mis à part l'arrivée d'eau froide et le départ ainsi que le tuyau d'eau chaude.

[wizz]

elimine une variable: débit d'eau
chauffe donc un volume fixe, dans un récipient très bien isolé, etc...

[A voir en vidéo sur Futura]

[chatelot16]

74V x 11A = 814W

si le rendement est 69% ça veut dire 31% de perdu

814W x 0,31 = 252W perdu

ça me parait beaucoup , il faudrait que ça soit vraiment mal isolé

tu devrait presenter ton calcul en detail ... je pense plutot a une erreur de calcul ... et j'ai la flemme de le refaire completement

[djodjo44]

Bonsoir et merci pour vos réponses.

Voici mes calculs pour le 1° rendement :
différence de températures : (31,8-12)
nombre de calorie absorbée par seconde (410/60)*(31,8-12) * 1= 135,3
ce qui donne en joules 135,3 * 4,18 = 565,55, mais comme ils sont par seconde, c'est équivalent à des watts.
puissance électrique 11,11 * 75,6 = 839,92 watts

Rendement : 565,55 / 839,92 = 0,67

[chatelot16]

ton calcul est juste ! mais j'ai du mal a croire a une perte de 250W

mais des photo de ton truc une fois isolé

mesure du debit en chronometrant un remplissage ? est tu sur que le debit n'a pas changé ... si le debit depend de la pression d'eau du robinet sa change tout le temps avec les variation de pression : il vaut mieux mesurer avec un grand reservoir qui se rempli pendant toute l'experience , pour avoir le vrai debit moyen

[chatelot16]

je viens de voir buse de pulverisateur ???? si ça pulverise ça evapore de l'eau et refroidit ... donc temperature mesuré plus basse

il faut laisser l'eau couler sur le thermometre sans pulverisation

[invite2313209787891133]

Bonjour

La tension est elle mesurée aux bornes des résistances ? Avec une intensité aussi grande les pertes dans les fils sont non négligeables.

[chatelot16]

trés bonne remarque ! a 70A on a vite fait de perdre 1 ou 2 volt

[djodjo44]

Bonsoir,

La pression est bien celle du robinet.
J'ai fait l'essai lorsqu'il n'y avait aucune consommation d'eau dans la maison.
C'est aussi pour le problème de pression que pour le 3° essai, j'ai fait une mesure de débit. Comme il n'a pas beaucoup varier, j'ai entériné que le débit d'eau n'a pas varié aux cours des mesures.
Vu le débit que je demande 410ml/min, il faudrait de grande variation de pression pour faire varier le débit.

Pour la tension, les câbles utilisés sont des câbles de démarrage moteur de 35mm2 de 3m de long chacun.
La mesure de tension s'est faite juste en amont et en aval du chauffe-eau.

[chatelot16]

il reste la buse de pulverisateur ... l'evaporation si ça pulverise bien peut faire perdre plusieurs degré

si c'est cette buse qui limite de debit plonge la dans un verre d'eau pour que ça ne soit pas dans l'air

attention le debit buse dans l'eau peu etre diferent de buse dans l'air ... refaire la mesure de debit avec ce qui deborde du verre

[djodjo44]

Bonsoir,

Comme suite aux différentes remarques, je joins une photo du chauffe-eau isolé :

J'ai aussi refait des essais en supprimant la poignée de pulvérisateur et en mettant directement le bout du thermomètre dans le tuyau plastique que l'on peut voir sur la photo.

Voici les résultats :
La tension est prise juste en amont et en aval du chauffe-eau,
Température de l’eau admise : 13,6°C,
Début de l’essai à 15h56,
Débit de l’eau 410ml/min,
Mesure à 15h 58min, ampérage 76,5A, tension : 11,08V, température de l’eau : 34,8°C, ce qui donne un rendement de : 71,4%

Mesures à 16h 06min, ampérage : 73,9A, tension : 10,91V, température varie de : 40°C à 40,6°C, qui donne un rendement de : 95%, pour une température moyenne 40,3°C

Mesures à 16h 12min, ampérage : 73,7A, tension : 10,63V, température varie de : 37°C, débit de 400ml/min, ce qui donne un rendement de : 85,3%,

Fin de l’essai à 16h 15min, ampérage : 73,5A, tension : 10,42V, température varie de 38,4 à 38,6°C, ce qui donne un rendement de : 93%, pour une température moyenne de 38,5°C
Tension sur les bornes de la batterie : 10,81V

Si le faible rendement pour la première mesure, s'explique par le fait que le corps du chauffe-eau n'ait pas atteint la température définitive, je n'ai pas d'explication pour la baisse de rendement du 3° essai.

La buse du pulvérisateur fait perdre beaucoup de degrés et en conséquence beaucoup de pourcentage en rendement.

Ce qui m'étonne également, c'est que les écrous des cosses des bougies de préchauffage chauffent énormément, on tient à peine la main dessus, ce qui est incompréhensible, puisque ce n'est pas la partie chauffante, même si ça en est proche.

[chatelot16]

les bougie de prechauffage ne sont pas faite pour le rendement de chauffage maximum , elle sont faite pour supporter la chaleur du moteur diesel qui tourne ... donc une bonne conductivité thermique vers l'exterieur pour eviter la surchauffe

pour chauffer de l'eau le fils de cuivre supporte bien la temperature de l'eau , donc isoler par dessus les borne de tes bougies

helas tu ne pourra pas eviter une certaine perte de chaleur par conduction thermique par les fils electrique ... seule amelioration augmenter la tension pour se contenter de fils plus fin ... donc autre type de resistance que bougie de prechauffage

[djodjo44]

Bonjour,
Comme suite à la remarque suivante de chatelot16 :’’ si c'est cette buse qui limite de debit plonge la dans un verre d'eau pour que ça ne soit pas dans l'air

attention le debit buse dans l'eau peu etre diferent de buse dans l'air ... refaire la mesure de debit avec ce qui deborde du verre’’,
j’ai modifié le principe de la prise de la mesure de température. Voir la photo ci-dessous. La plaque ivoire est du polystyrène extrudé. La tige blanche qui monte en oblique est le thermomètre. Nota : même si cela n'est pas évident sur la photo, la pulvérisation d'eau se fait dans un trou et elle asperge le bulbe du thermomètre.

J’ai fait de nouveau essais. Voilà les résultats que j’obtiens :
Température de l’eau admise : 13,8°C,
Début de l’essai à 9h46,
Débit de l’eau 400ml/min,
Mesure à 9h 54min, ampérage 75,3A, tension : 11,38V, température de l’eau : 41,4°C, ce qui donne un rendement de : 89,7%

Mesures à 9h 57min, ampérage : 75A, tension : 11,31V, température de l’eau : 41,8°C, débit mesuré 380ml/min, ce qui donne un rendement de : 87,4%,

Mesures à 10h 01min, ampérage : 74,4A, tension : 11,11V, température de l’eau 42,4 °C : 37°C, débit de 380ml/min, ce qui donne un rendement de : 91,6%,

Fin de l’essai à 10h 08min, ampérage : 73,5A, tension : 10,51V, température de l’eau 42°C, débit de 350ml/min, ce qui donne un rendement de : 89%.
Par rapport aux premiers essais, les rendements étaient faibles du fait de la mauvaise mesure de la température. Le réservoir du thermomètre, ‘’voyait’’ derrière le jet d’eau la température de l’air, ce qui n’était pas le cas dans les essais présents.

Je vous remercie tous pour vos réponses, ( en particulier chatelot16), qui m'ont permis d'améliorer mes essais.

[champi30]

Bjr à tous

je vient de lire ton système pour de l'eau chaude, peut-on la mettre dans un réservoir ou faut-il l'utilisé directement, ton système m'intéresse pour l'aménagement de mon fourgon, consomme t'il beaucoup à l'arrêt du moteur et quel puissance conseil tu pour la batterie

Cordialement
Champi30

[trebor]

Bonsoir,

Le message date d'avril 2013, mais bon, comme tu as pu le voir ça consomme énormément, 75 Ampères c'est à dire que pour une batterie de 75 Ah de capacité, elle sera vide en 1/2 heure.

Moteur tournant, si ton alternateur est capable de fournir 75 Ampères cela peut fonctionner, mais cela chauffe très peu d'eau 900 Watts maximum de puissance moteur tournant, avec le temps ça chauffera de plus en plus jusqu'à l’ébullition en fonction de la quantité d'eau à chauffer.

Bonne soirée.

[clem200]

Bonsoir,

Le message date d'avril 2013, mais bon, comme tu as pu le voir ça consomme énormément, 75 Ampères c'est à dire que pour une batterie de 75 Ah de capacité, elle sera vide en 1/2 heure.

Je n'y connais rien en électricité mais avec 75 Ah/H et en tirant 75 A on tient 1 heure non ?

[djodjo44]

Bonsoir,

Le système était prévu pour ne chauffer que la quantité d'eau nécessaire pour prendre une douche, en économisant l'eau et l'électricité.
Il y avait également de prévu une régulation électronique pour maintenir l'eau aux alentours de 40°C.
Tout compte fait, c'est un système qui coûte relativement cher, du fait des bougies de préchauffage et qui n'apporte pas un rendement phénoménal.
Le système, avec un rendement voisin de 100%, serait avantageux, malheureusement avec 90%, c'est nettement moins attrayant.
Naturellement, le système devait être monté avec une batterie susceptible de débiter aux environs de 110/120A, donc attention à la capacité d'une batterie à décharge lente ou de camping-car.

[DAUDET78]

Je n'y connais rien en électricité mais avec 75 Ah/H et en tirant 75 A on tient 1 heure non ?

75Ah ......

Non .... non !
La capacité d'une batterie en Ah est donnée pour un certain courant de décharge . En général, à C/10 . Soit 7,5A pendant 10h pour une 75Ah

Si on passe à 75A pour une 75Ah, on passe, en pratique à beaucoup moins ! Je dirais 15mn .

Il ne faut pas aussi oublier qu'une batterie de voiture ne doit pas être déchargé à plus de 50% de sa capacité et doit être immédiatement rechargée

Bref, tirer 75A sur une 75Ah ...... c'est de la folie douce

[trebor]

Bonsoir,


Je n'y connais rien en électricité mais avec 75 Ah/H et en tirant 75 A on tient 1 heure non ?

Bonsoir,
En théorie oui, mais en pratique il ne faut jamais décharger une batterie à 100%, sinon elle ne s'en remettra pas

Une fois trop déchargée, le démarreur de son véhicule ne fonctionnera plus, il faut garder de la réserve, 50% de sa capacité me semble raisonnable afin de pouvoir redémarrer.

Daudet à raison 15 minutes max

Bonne soirée à tous

[clem200]

Merci pour les explications. J'ai apparemment choqué un puriste

Je vais essayé de trouver un livre électricité pour les nuls ^^

[Sanglo]

Bonjour,

ton système m'intéresse pour l'aménagement de mon fourgon, consomme t'il beaucoup à l'arrêt du moteur

Personnellement, je te conseille d'utiliser dans ton fourgon un appareil dédié.
Il existe des bouilloires 12v / 200w ce qui me semble beaucoup plus raisonnable pour tirer sur une batterie.
Malgré que la batterie cellule du CC soit en permanence branchée sur un panneau solaire j'ai banni ce genre de matériels qui sont quand même gros consommateurs d'énergie et pour chauffer de l'eau on utilise le réchaud à gaz.

Cordialement.

[polo974]

Salut à tous (et (HS) merci Sanglo pour la doc, impressionnante...)

On voit ici, résumé le problème du chauffage dans les véhicules électriques...
On revient souvent à la bonne vieille flamme...

Rappel:
chauffage direct:

• gasoil ou gaz ou ... > chaudière: rendement entre 50 et 98%

chauffage électrique:

• gasoil ou gaz ou ... > puissance mécanique: rendement entre 20 et 30%
• puissance mécanique > électricité: rendement entre 50 et 60% (mieux dans les centrale élec, mais pas dans un véhicule)
• électricité > batterie: rendement entre 85 et 90% (charge de batterie)
• batterie > électricité: rendement entre 50 et 90% (décharge de batterie)
• chaudière: rendement entre 50 et 98%

bilan global: rendement entre 2 et 15%, nettement plus mauvais...

[JPA80]

[QUOTE=djodjo44;4709016]Bonsoir,

Le système était prévu pour ne chauffer que la quantité d'eau nécessaire pour prendre une douche, en économisant l'eau et l'électricité.
Il y avait également de prévu une régulation électronique pour maintenir l'eau aux alentours de 40°C.
Tout compte fait, c'est un système qui coûte relativement cher, du fait des bougies de préchauffage et qui n'apporte pas un rendement phénoménal.
Le système, avec un rendement voisin de 100%, serait avantageux, malheureusement avec 90%, c'est nettement moins attrayant.

Bonjour,

Pour un c car il vaudrait mieux à mon avis envisager une dérivation du circuit de refroidissement (qui est aussi un circuit de chauffe) du moteur et avec un serpentin chauffer un réservoir dédié à l'eau chaude. Un pro fabriquait de tes serpentins en cuivre (Petit à Saveuse (80).
Naturellement, le système devait être monté avec une batterie susceptible de débiter aux environs de 110/120A, donc attention à la capacité d'une batterie à décharge lente ou de camping-car.

[Sanglo]

Re,

Dans un CC, l'utilisation d'eau chaude se fait généralement quand on est à l'arrêt (et donc pas de T° moteur).
On peut avoir de l'eau chaude en permanence (si on le désire) via le boiler uniquement incorporé au chauffage (au gaz) et qui donne une réserve d'eau à 40 ou 60° suivant le choix qu'on fait.
Installer un serpentin, c'est toute une installation qui va apporter très peu et avoir une utilité plus que réduite.
Avec le prix du serpentin, de l'installation et des modifs qu'il faut immanquablement faire pour poser le matériel on peut déjà chauffer pas mal de litres d'eau en utilisant simplement ce qui est installé d'origine dans le véhicule.
Je n'en suis pas à mon premier CC et les véhicules tels que conçus par les constructeurs ont toujours répondu amplement à mes besoins.
Ce n'est que mon avis et il n'est pas interdit d'en avoir d'autres.

Cordialement.

[PIXEL]

quand je faisions mes études , un prof avais l'habitude de nous dire :

"faire des calories avec des kilowatts est une aberration"

[chatelot16]

c'etait une autre epoque ou l'on mesurait la chaleur en calorie ... la puissance mecanique en chevaux et la puissance electrique en watt

maintenant a l'ecole on mesure tout en watt que ça soit thermique mecanique ou electrique

autre detail calorie et kW ça ne va pas ensemble : calorie c'est une energie , comparable a kWh ou joule ... kW c'est une puissance comparable a calorie/heure

[HansGruber]

le système était prévu pour ne chauffer que la quantité d'eau nécessaire pour prendre une douche, en économisant l'eau et l'électricité.
Il y avait également de prévu une régulation électronique pour maintenir l'eau aux alentours de 40°c.
Tout compte fait, c'est un système qui coûte relativement cher, du fait des bougies de préchauffage et qui n'apporte pas un rendement phénoménal.
Le système, avec un rendement voisin de 100%, serait avantageux, malheureusement avec 90%, c'est nettement moins attrayant.

Bonjour,

pour un c car il vaudrait mieux à mon avis envisager une dérivation du circuit de refroidissement (qui est aussi un circuit de chauffe) du moteur et avec un serpentin chauffer un réservoir dédié à l'eau chaude. Un pro fabriquait de tes serpentins en cuivre (petit à saveuse (80).
Naturellement, le système devait être monté avec une batterie susceptible de débiter aux environs de 110/120a, donc attention à la capacité d'une batterie à décharge lente ou de camping-car.

Bonjour

Je me permet de me glisser dans cette discussion car je trouve le principe intéressant, aussi je me suis permis quelques calculs.
Il suffit d'utiliser un petit cumulus de récupération (qui est déjà isolé) et faire chauffer l'eau avec une boucle chauffée par le circuit de refroidissement avec un échangeur. Il n'y a pas besoin de tirer 110A ; une petite pompe qui consomme moins de 2A suffit.
Avec un échangeur à double tube de seulement 50cm de long (de façon à le glisser facilement sous le capot), 2cm interne, 3cm externe, un débit de recirculation de 1.8l/min (correspondant à cette pompe : http://www.conrad.fr/ce/fr/product/2...rt=search&rb=1) on a une puissance cédée d'un peu plus de 10W par °C de différence entre les 2 circuits, de quoi chauffer un ballon de 50l d'eau de 20 à 45°C en 2h de route.

[Sanglo]

Bonjour,

On peut faire beaucoup de choses sur un CC.
Il faut quand même se souvenir que pour la majorité des CC, le poids total roulant autorisé est limité à 3.5 tonnes.
Tout ce qu'on rajoute diminue la charge utile.
La charge utile n'étant déjà pas énorme avec le véhicule de série, que devient-elle si on rajoute un boiler isolé de 50l (70kg ?).
De plus, il faut loger ce boiler quelque part (perte de place de rangement) et les rangements sont dans la soute arrière soit environ 5m en arrière du moteur.
Ca fait une grosse installation pour peu d'avantages car l'eau ne chauffe que quand on roule.
Là encore, rien qu'en utilisant le réchaud à gaz on peut chauffer quantité de litres d'eau avant de simplement couvrir la dépense qu'il faut consentir pour installer un système additionnel.

A++