Ballon hydroaccumulation

[invite95c9d994]

bonjour,

je suis un petit nouveau sur ce forum et je suis en rechreche de ballon tampon grand capacité 1000 - 3000 l à prix raisonnable. C'est difficile de trouver en france...

en vous remerciant

jean-pierre
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[invite38a53a52]

bonjour,
On trouve des ballons de 1000l chez les installateurs de matériel solaire. Pour 3000 Litres ou plus c'est un peut plus délicat.
J'ai été obligé de le faire faire (10 m3) avec les échangeurs à l'intérieur. En 1999 le prix m'a semblé raisonable ( 10000F) et on trouve des cuves de stockage de liquide pétroliers style fuel, pour des prix abordables Il reste alors à l'isoler correctement.
A l'étranger on en trouve des tout fait mais il faut alors l'importer!
Voila quelques pistes
Bonne chance
JFB
http://mlorenzen.free.fr/Fr/hydroaccumulation.html

[invite3f5a51db]

Pour éviter d'avoir de gros ballon d'accumulation, on peut utiliser des réservoir de paraffine, par exemple.
La paraffine stocke 5 fois plus de chaleur que l'eau, à volume égal. On utilise le changement de phase de la paraffine. En passant de l'état solide à liquide, elle emmagazine beaucoup plus de chaleur que l'eau. En plus, son point de fusion est au alentour de 50 °C ce qui est idéal pour un plancher chauffant. Au dela du point de fusion, le stockage de chaleur redevient linéaire.
Si quelqu'un connait des fabricant de ces conteners, je suis preneur. Je sais qu'il en existe un en Suède mais, je ne connais pas son nom.

[invitec2a7ef71]

Pour éviter d'avoir de gros ballon d'accumulation, on peut utiliser des réservoir de paraffine, par exemple.
La paraffine stocke 5 fois plus de chaleur que l'eau, à volume égal. On utilise le changement de phase de la paraffine. En passant de l'état solide à liquide, elle emmagazine beaucoup plus de chaleur que l'eau. En plus, son point de fusion est au alentour de 50 °C ce qui est idéal pour un plancher chauffant. Au dela du point de fusion, le stockage de chaleur redevient linéaire.
Si quelqu'un connait des fabricant de ces conteners, je suis preneur. Je sais qu'il en existe un en Suède mais, je ne connais pas son nom.

Ce systeme m'interesse aussi, si vous avez des infos...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefd00756a]

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Je ne connaissais pas le système parafine. Dans le cas de l'eau, le même fluide passe de l'accumulateur dans les émetteurs de chaleur. Avec de la parafine, il faut échanger la chaleur de l'eau à la parafine, puis de la parafine à l'eau.
Comment fait on, et quels sont les coûts?

[invite3f5a51db]

J'ai demandé une documentation sur le stockage dans la paraffine. Je vous la met en ligne.
J'ai aussi fait un essai avec de la paraffine à confiture.
Partant de 87°C, je l'ai laissée refroidir. Au début, la température baisse d'1°C par minute. Arrivée à 61°C, la température ne bouge plus pendant prèsque 2 heures. Puis, une fois que la paraffine est dur, elle recommence à baisser.
Ca a l'air génial. Dommage que la paraffine est un produit issu du pétrole. Il existe des sels qui ont le même principe mais, ils sont moins neutre.

[invitef20c89ce]

Mouais, déja ils confondent énergie et puissance dans leur doc, ça fait pas crédible, ensuite de mémoire la chaleur massique de la paraffine ne casse pas des briques ainsi que la chaleur latente de fusion. Je vais retrouver les chiffres pour voir.

[invitef20c89ce]

Quelques données:
chaleur massique de l'eau = 4180 J/(kg.K)
chaleur massique paraffine = 2950 J/(kg.K)
Chaleur latente fusion = 146000 J/kg

A la louche monter 1 kg de paraffine de 20 à 100 °C stocke 382000 J soit 0.1 kWh
La même chose avec 1 kg d'eau, sans vaporisation stocke 334000 J soit 0.093 kwh.

Franchement je ne suis pas convaincu. De plus on peut remarquer que la densité de la paraffine est voisine de 0.8 ce qui fait que rapporté au volume de l'accumulateur l'eau est aussi perfo.
On doit trouver mieux avec des mélanger de fluorures par ex BeF2 interessant malgré sa toxicité. voir Thémis et les recherches du nucléaire sur les fluides caloporteurs.

[invite3f5a51db]

Effectivement d'après les calculs, il n'y a pas de grandes différences.
ce W.E., j'ai fait une expérience. J'ai mesuré la température lors du reffroidissement de la paraffine à confiture. Pour comparer, j'ai fait les même mesures avec de l'eau du robinet. La paraffine arrive à 50°C 2h30 plus tard que l'eau.
Ci joint les mesures de refroidissement.

[invite3f5a51db]

Flute, il n'a pas pris le fichier.
Je réessaye.

[invite3f5a51db]

Bon, j'ai compris pourquoi il refusait mon fichier : C'était un fichier ecxel. En jpg, ça devrait aller.

[invite3f5a51db]

Et flute, il n'a pris qu'une seule photo jpg.

[invitef20c89ce]

Ton expérience montre juste que la paraffine met plus de temps à refroidir mais ne prouve rien sur la quantité de chaleur stockée, les flux thermiques peuvent être très différents. Si tu veux avoir une base de comparaison tu chauffes la même masse d'eau et de paraffine à la même température, tu les verses dans 2 récipients identiques (idéal 2 calorimètres) contenant la même quantité d'eau à la même température et tu mesures la température d'équilibre obtenue.

[invite3f5a51db]

C'est exactement ce que j'ai fait.
A chaque fois, il y a 1 kg de paraffine ou d'eau, dans la même casserole avec la même température ambiante, etc, tout pareil quoi. Rassure toi, j'ai bien fait attention à ce que les condition soit identique d'une expérience à l'autre pour pouvoir comparer.

[invitef20c89ce]

Oui mais d'après ce que j'ai compris de ton expérience tu mesures simplement le temp de refroidissement, ça ne préjuge pas de la quantité d''nergie stockée, en particulier lles conductivités thermiques doivent $etre différentes... Et c'est ça qui est important à mesurer. Pour ça tu dois mélanger rapidement dans un récipient isotherme une masse d'eau froide connue mettons à 20° avec ta paraffine chaude. Le réchauffement de l'eau froide ainsi obtenu te donnera la quantité de chaleur cédée. Pareil en versant de l'eau chaude dans de l'eau froide, tu obtient de l'eau...tiède dont la température te donne la même indication.
Je vais essayer de faire le calcul théorique.

[invite3f5a51db]

Je vais avoir du mal à mélanger l'eau et la paraffine. Peut être que si la paraffine fait des "fils" dans l'eau, que ça suffira (un peut comme des oeufs brouillés).
Cette expérience ne sera pas pour tout de suite, je dois me faire un récipient isotherme.
Ce qui me fait dire qu'il y a plus de chaleur stocké dans la paraffine par rapport à l'eau, c'est ce long palier de 2h30. Pendant ces 2h30, la paraffine continuait de libérer son énergie calorifique dans a pièce, comme tout le long de cette expérience. Il va sans dire que plus la température se rapproche de la température ambiante, plus les échanges sont faible.

[inviteb68c03ca]

j'ai une objection sur l'utilisation de la parafine, qui tient justement en son point de fusion bas.
Bon.
On part sur le principe que la parafine ne sert que d'accumulation, ne circule pas.
Donc elle reçoit de la chaleur par un échangeur, qu'elle rend par le même échangeur.
Sauf que : en rendant la chaleur, la parafine la plus proche de l'échangeur va se solidifier, donc elle va empêcher la chaleur de bouger au sein de l'accumulation, et tu vas avoir un gros paquet de chaleur isolée de ton échangeur.
J'ai bon ou pas ?
Et puis qu'est ce qu'il en est du rapport de dilatation entre les deux phases ?

[invitef20c89ce]

j'ai une objection sur l'utilisation de la parafine, qui tient justement en son point de fusion bas.
Bon.
On part sur le principe que la parafine ne sert que d'accumulation, ne circule pas.
Donc elle reçoit de la chaleur par un échangeur, qu'elle rend par le même échangeur.
Sauf que : en rendant la chaleur, la parafine la plus proche de l'échangeur va se solidifier, donc elle va empêcher la chaleur de bouger au sein de l'accumulation, et tu vas avoir un gros paquet de chaleur isolée de ton échangeur.
J'ai bon ou pas ?
Et puis qu'est ce qu'il en est du rapport de dilatation entre les deux phases ?

Et je pense que c'est pour ça que le refroidissement de la paraffine est si long, la solidification s'opère sur les parois et à la surface libre isolant le liquide du milieu extérieur et limitant le flux thermique. Faut que je cherche le lambda de la paraffine...

[invite3f5a51db]

La dilatation de la paraffine est assez impressionnante.J'avais mis 1 kg de paraffine dans une casserole de 16 cm de diamètre et de 8 cm de haut. A 170°C, la paraffine était arrivée à 1/2 cm du bord. Après refroidissement, le centre est nettement plus creux d'un peu plus de 4 cm.
Pour ce qui est des echanges bloqués par la paraffine solidifiée, ça explique pourquoi les réservoirs sont très long et d'un diamètre faible. L'échangeur fait un aller et retour dans ce "silo". Ca se voit bien sur la doc.

[invite312dbec0]

Bonjour,

qu'est-ce que vous pensez d'une réalisation à base d'un des composés cités dans l'étude suivante :
http://cartech.univ-perp.fr/rech/fiche/fich3_4.html

Je n'ai par contre aucune idée de la toxicité de ces produits.

[Quisit]

en fait MacBill je crois que tu as surtout mis en avance le spropriétés isolantes de la paraffine, ce qui explique la lente restitution thermique ... et le doc de muesli est en rapport avec ça

(extrait sur un nouveau procédé paraffine / graphite) :

Les procédés de stockage thermique mettant en œuvre des matériaux à changement de phase liquide/solide sont fortement limités en puissance par la mauvaise conductivité thermique de ces matériaux. L'élaboration et les propriétés thermophysiques d'un nouveau matériau de stockage thermique ont été présentées dans le précédent rapport d'activité. Il s'agit d'un composite obtenu par imbibition d'une paraffine dans une matrice de graphite naturel expansé consolidée. La conductivité thermique du matériau est égale à celle de la matrice de GNE seule (de 4 à 70 W m-1 K-1 suivant la densité de la matrice), aucun effet inhibiteur n'est induit par la paraffine malgré sa très faible conductivité (0,24 W m-1 K-1). Suivant la paraffine choisie, on dispose ainsi de composites de températures de fusion comprises entre 90 à 390 K et de densité énergétique comprise entre 16 et 79 Wh kg-1 pour une masse volumique d'environ 800 kg m-3.

[invite3f5a51db]

Si c'était un problème de conductivité thermique, la courbe de température descendrai lenteent mais régulièrement vers la température ambiante. Or là, la courbe fait un palier à 61°C pendant 2h30. La température reste extrèmement constante pendant ce palier. C'est un point eutectique qui existe dans tous ou, du moins, de nombreux matériaux. L'acier se comporte de la même manière. Tant que la modification d'état n'est pas achevée, la température ne change pas. Et, c'est le cas, aussi, en montant en température.
Je suis près à vous croire mais, pour l'instant, vous n'êtes pas très convaiquant

[invitef20c89ce]

Si c'était un problème de conductivité thermique, la courbe de température descendrai lenteent mais régulièrement vers la température ambiante. Or là, la courbe fait un palier à 61°C pendant 2h30. La température reste extrèmement constante pendant ce palier.

Normal, tout changement d'état fait la même chose, la paraffine libère de l'énergie en se solidifiant sans avoir besoin de se refroidir . Par contre ce n'est certainement pas un corps pur donc c'est un peu étonnant que la température soit rigoureusement constante au cours de la solidification. Ou alors les différents constituants du mélange sont triés sur leur température de fusion?
à voir.
Dès que j'ai fini les vacances je colle ça en TP à mes premières STL...

[invite3f5a51db]

J'attends tes résultats avec impatience

[invitef20c89ce]

Les vacances sont finies...
J'ai collé le TP sur la paraffine à mes élèves, ils trouvent à peu près le résultat attendu: entre 100° et 20° la paraffine libère un peu plus de chaleur que la même masse d'eau mais y a pas lourd d'écart!

[invite94ae76ab]

en fait MacBill je crois que tu as surtout mis en avance le spropriétés isolantes de la paraffine, ce qui explique la lente restitution thermique ... et le doc de muesli est en rapport avec ça

(extrait sur un nouveau procédé paraffine / graphite) :

Bonjour Quisit,
Est ce que tu pourrais me communiquer les infos du fabricant ou labo qui travaille sur le composé Graphite/paraffine ?

Je me pose aussi la question de savoir si on pourra un jour réellement stocker de la chaleur ? . En effet, je pense que la chaleur, c'est un peu comme l'électricité, on ne pourra jamais la stocker totalement. Pourquoi ?
il faut revenir aux bases: Qu'est ce que la chaleur ? = une agitation des molécules, elles se mettent à vibrer en tous sens et cette agitation ( le fameux "bruit" des électroniciens) produit un dégagement de chaleur.
Pourquoi j'ose faire la comparaison avec l'électricité ? Parce que l'électricité, c'est un déplacement des électrons dans un matériau conducteur sous mis à une DDP. Donc juste pour vous dire que ça va etre difficile de stocker une agitation thermique, tout comme c'est quasi impossible de stocker un déplacement d'électrons...
On peut juste ralentir la vitesse de désexcitation des molécules comme on le fait actuellement avec de l'eau dans un réservoir isolé. il semblerait que l'avantage de la paraffine, c'est quelle ralenti encore mieux la vitesse de désexcitation des molécules, donc le refroidissement et c'est pour cela que l'on pense avoir stocké de la chaleur mais en fait la quantité d'énergie stocké sera tjrs la même au départ, quelque soit le matériaux utilisé eau ou paraffine (rien ne se perd , rien en se crée, tout se transforme...)
Comme pour les piles qui "stockent" de l'électricité (en fait elles ne stockent pas un déplacement d'électrons mais une réaction chimique qui va produire la DDP nécessaire au déplacement des électrons) j'ai bien peur que pour stocker de la chaleur (une agitation thermique) on soit aussi obligé de passer par une réaction chimique comme nos bonnes vieilles piles...

[invite6da71fa7]

salut

question: est-il rentable d'utiliser autre chose que l'eau en regard de la difficulté à mettre en oeuvre? (trouver 1000L de parafine ou autre c'est surement pas simple) le prix du produit?
parceque finalement le but est de réduire le volume, donc la taille des accumulateurs... c'est pas plus simple une grosse cuve de 3000L en béton ou 3x1000L en reservoirs aciers?

ici une réalisation d'accumulation: cuve béton
http://www.habitationsolaire.com/

[invite8d57ea0a]

Je voudrai savoir quel type d'échangeur utiliser.
Je souhaite réaliser une cuve d'hydroaccumulation avec 2 ou 3 échangeurs: 1 pour l'eau chaude sanitaire, et 1 ou 2 autres pour la chaudière et les panneaux solaires (je ne sais pas s'il en faut un pour chaque source, il est sans doute possible de les brancher sur le même échangeur).
Donc pour l'ECS, il s'agit d'un tirage en continu et il faut une bonne conductivité!
L'eau de la cuve elle n'est donc jamais changée.
Alors je pensais soit bricoler avec des radiateurs (chauffage central ou automobile) ou alors avec des rouleaux de cuivre écroui.
Ah oui et quelle est la meilleure position dans la cuve (à priori en bas pour les sources et en haut pour l'ECS)
Si vous avez des infos merci d'avance.

[Ciscoo]

Bonjour à tous, bonjour Fxhabitat...

Le labo qui travaille sur ces mélanges graphite-sel s'apelle l'IMP-CNRS (Institut des Matériaux et Procédés), Technosud, Perpignan (66). C'est une des "branches" du laboratoire sis au four solaire d'Odeillo, en Cerdagne. Ayant travaillé dans ce labo, je connais un tout petit peu le sujet...

Il y a dans le numéro de début 2007 de la revue de Systèmes Solaires un petit article sur ces produits utilisables, un jour peut être, dans le cadre des centrales thermiques solaires. Pour ce qui est du stockage de la chaleur dans le cadre des maisons individuelles, ou du collectif ??? A quel prix ? Avec quelle rentabilité par rapport à un stockage hydraulique ? Avec quelle durée de vie ?

Dans les années 70-80, des essais de stockage thermique avec changement d'état avaient été réalisés. Malheureusement, à chaque cycle, une toute, toute petite quantité du produit n'était plus bonne, d'où dégradation de la performance thermique du système.

Un produit valable du point de vue thermique ne l'est pas forcément du point de vue économique, écologique... dans toutes les situations

Une petite remarque : Ne pas oublier que certains labo savent très bien surfer sur les modes du moment... pour trouver des finances, acquérir et maintenir leur réputation...

Bonsoir.

[invitea2bbfcbf]

Bonjour,

Je viens de réaliser une installation Smart énergie de Powertank. 8M2 de capteurs tubes Solamax et 8 cellules de paraffines double échangeurs.
Ceci pour une maison de 200M2 en Plancher chauffant.
le complément est une chaudière fuel existante.

j'ai plusieurs interrogations :

l'avantage de la paraffine est de pouvoir stocker la même quantité de chaleur dans 4 fois moins de volume.
Mais en solaire en Hiver il est rare de d'arriver aux 62° pour faire fondre la paraffine, voir 64° puisque c'est à cette température qu'elle devient liquide. Donc c'est la chaudière qui fait la relève. La question que je me pose est que en dessous de 62° il n'y a pas d'avantage à utiliser la paraffine plutôt que l'eau ?

Ensuite la paraffine est fainéante pour restituer l'énergie. Un système d'échangeur en 3D permet de la récupérer, mais le débit reste limité à 1.4L/cellules soit 11.2L/mm pour les 8 powertanks. D'ailleurs un débimètre contrôle ce débit. En cas de grand froid la demande pour le plancher chauffant sera plus importante, donc même si les powertanks sont chargé à bloc, la chaudière sera nécessaire.

Par ailleurs les capteurs Solamax sont très performant, mais comment la parrafine prend l'énergie est une grande inconnue. j'ai remarqué que si le débit du circuit solaire est trop élevé ( Pourtant bas pour Solamax) , nous avons un delta T° de 0, donc je pense que la paraffine n'a pas le temps de prendre l'énergie. les capteurs sont sous-employés !!

Les cellules de paraffine sont entourées de gravier de Granit. Ceci pour stocker les pertes et les restituer à la paraffine, car naturellement elle prend l'énergie ambiante. c'est ce que dit le constructeur.


Voila quelques réflexions, peut être que des physiciens ou chimistes pourrait m'en dire plus sur le fonctionnement de la paraffine. Par exemple j'aurais aimé avoir de courbes de transmission de chaleur.

A bientôt

Eric