Bonjour,
Je suis bien conscient que ce type de sujet a été maintes fois abordé plus moins directement mais je me retrouve un peu dans l'impasse et je souhaiterai l'avis et l'aide de ceux d'entre vous qui maitrisent ce domaine de la thermodynamique.
Tout d'abord je souhaite une approximation pour savoir si je ne me plante pas de A jusqu'à Z dans mon estimation.
Il s'agit d'un générateur à aimants permanents mu par une turbine hydraulique ( Francis à 500 t/min) que nous avons choisie avec refroidissement liquide afin de minimiser l'impact sonore.
La puissance maxi est de 300 kw électrique et le rendement ( constructeur) de 96.4%
En réalité cet alternateur ne dépassera pas les 250/260 kw.
Je suis parti de l'hypothèse où toutes les pertes en gros 4% sont liées à l'échauffement donc au maxi 12 kw et au régime de fonctionnement envisagé entre 10 et 10.4 kw
Il faut donc évacuer cette chaleur en faisant circuler de l'eau glycocolée autour du générateur ( enveloppe étanche)
La surface d'échange du générateur est en acier et représente 0.96 m² coté bobinage uniquement, le coté extérieur est en contact avec l'air ambiant du local (15 à 18° maxi)
Le débit du circulateur retenu (toutes pertes de charges éliminées) est de minimum 2m3/h
En régime nominal à fond (300 kw) le constructeur indique une température des enroulements maxi à 90°C , on peut donc imaginer 80°C à 250/260 kw
La source d'eau froide est représentée par la rivière t° moyenne de l'eau en hiver de 8 à 10°
L'idée du départ consiste à réaliser un circuit fermé avec antigel circulant d'un coté dans l'alternateur, de l'autre dans un échangeur type drapeau ou échangeur tubulaire dans la rivière.
Nous n'avons pas retenu les échangeurs à plaques ou tubulaire concentrique, car l'eau de rivière est très calcaire, pas forcément propre donc => colmatage assuré à très court terme.
Nous avons "brièvement" essayé un échangeur en tuyau inox spiralé diamètre 35 mm lg 50 m qui semblait donner satisfaction, mais dans la précipitation des essais il avait été mal fixé et mal protégé et a été emporté par la première crue.
Aujourd'hui nous souhaitons repartir avec un échangeur tubulaire type http://www.leboncoin.fr/materiel_agr...550.htm?ca=2_s ou http://www.oratech.fr/category.php?id_category=58
Mais nous souhaiterions valider notre approche.
Nous sommes parti du principe que l'eau de rivière arrive via l'échangeur dans l'alternateur à 10°/11° et la température interne du générateur stabilisée à 80°C .
1) A 80° C et un coeff de transmission thermique de 55 w.m².C° pour l'acier on a bien ( j'en suis pas sûr) DeltaT° = 80 - moyenne T° eau => 65.5 ° et donc une transmission potentielle de seulement 55W x 65.5° x 0.96 m² = soit à peine 3.5 kw/h
Première question comment est-il possible d'envisager une évacuation de 10 Kw mini dans ces conditions sans monter en T° interne. Est-ce que la valeur de 55w /m²/°C est correcte ?
2) Avec un débit de 2000l/h et un réchauffement de l'eau de 8 °C => température de l'eau de sortie de l'alternateur à 18/19° C on a bien une évacuation " potentielle" de 2000 x 8 = 16 000 Kcal soit 18.5 kw. donc tout va bien en débit d'eau
3) Coté échangeur rivière, comment dimensionner cet échangeur en inox de préférence pour évacuer au maxi 12 kw transporté par un fluide à 18/19° et avec une eau de rivière à 9/10°. Nous avions imaginé l'échangeur inox du bon coin qui fait 80 ml en tuyau de 40 mm soit une surface de 10 m².
Ici avec un delta T de 6 ° (pertes de l'échangeur) + 10m² + échangeur inox à 250 w/m²/°c on a bien aussi 15 Kw potentiel d’échange donc on serait OK.
Il ne reste plus que le coté alternateur qui me chiffonne, avec vous un avis ?
Par avance Merci de votre aide
TG
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