Quel diamètre des tuyaux en thermosiphon sur poêle bouilleur

[sergemyr]

Bonjour à tous,
J'ai un poelle bouilleur que je souhaite monter en thermosiphon. Le poelle est en dessous du ballon (- d'un mètre).
Je n'arrive pas à avoir un avis sur le diamètre des tuyaux (même le constructeur me lâche). Il me faudrait, selon beaucoup de gens, mettre un gros diamètre (28/30) hors mes sorties ne pourraient recevoir que du 20 maxi.
Il me semble que plus le diamètre est petit et plus rapidement le cycle se met en route, d'autant que sur un poelle il est court, le temps de la flambée. Je pense que du 16 devrait faire l'affaire.
Contradictoire ?
Je ne m'en sors plus, pouvez vous m'éclairer, merci
sge
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[SK69202]

Gros diamètre, l'énergie fournie à l'eau par le poêle doit pouvoir être évacuée sans que cela bout (c'est pour ça les lâchages), or en thermosiphon, la vitesse donc le débit sont faibles.

[cornychon]

Bonjour,

Sur le catalogue formulaire Sergot N°68 de janvier 1968
Page F216, un tableau montre le diamètre des tubes, en fonction de la hauteur au-dessus de la chaudière, la quantité de chaleur transportée.

Diamètre intérieur des tubes, pour une hauteur de 1 mètre au-dessus de la chaudière
1162 Wh……………………….Ø15 mm
5000 Wh……………………….Ø30 mm
10 000 Wh…………………….Ø40 mm
20 000 Wh…………………… Ø60 mm
30 000 Wh…………………… Ø66 mm

[cornychon]

La copie du tableau, faire une copie pour éviter de tourner la tête ! !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Positron1]

Salut,
Quelle puissance a ton poêle ?
Conychon t'a tout dit , reste à faire ton choix mais un conseil prend gros la circulation se fera d'autant mieux .
Sur ma chaudière bois 30 Kw qui fonctionne en thermosiphon, en sortie j'ai du 50/60 fer et après deux fois 33/42 fer
28/30 n'est pas une aberration selon la puissance

[sergemyr]

Merci pour vos réponses.
Mon poelle fait "entre 3.3 kw et 10.4 kw. La puissance eau est de 7 kw.
Ce que je ne comprends pas c'est comment définir la puissance. Selon le tableau que donne "cornychon " ,avec ma puissance moyenne de 7 kw, ce serai un diamètre de 35 mm ? (ou 33 sur l'autre tableau). Par contre je rentre dans le ballon avec du trou de 19. Ça va aussi freiner le flux ?
Puis-je utiliser des tubes annelés en inox, plus faciles à mettre en œuvre, mais peut être avec une perte de charge due aux cannelures ?
Qu'en pensez vous ?

"Diamètre intérieur des tubes, pour une hauteur de 1 mètre au-dessus de la chaudière
1162 Wh……………………….Ø15 mm
5000 Wh……………………….Ø30 mm
10 000 Wh…………………….Ø40 mm
20 000 Wh…………………… Ø60 mm
30 000 Wh…………………… Ø66 mm"

[Ulyssesourd]

Salut
Le thermosiphon si je ne me trompe pas, permet l'eau chaude de monter et l'eau froide de descendre.
Donc si tu as un ballon plus bas que le poêle ca ne pourrait pas marcher.
A+

[SK69202]

Avec 9kW à l'eau le constructeur de mon poêle exige 28mm pour le flux par gravité (thermosiphon).

[Ulyssesourd]

Avec 9kW à l'eau le constructeur de mon poêle exige 28mm pour le flux par gravité (thermosiphon).

Oui mais est ce que ca marche pour "pousser" l'eau chaude vers le bas ?

[Catcho]

Bonjour à tous,
J'ai un poelle bouilleur que je souhaite monter en thermosiphon. Le poelle est en dessous du ballon (- d'un mètre).

Pourquoi vouloir "pousser vers le bas"?

[Ulyssesourd]

Pourquoi vouloir "pousser vers le bas"?

Ah eut j'avais mal lu je croyais "dessus" donc c'est bon !
A+

[cornychon]

Avec 9kW à l'eau le constructeur de mon poêle exige 28mm pour le flux par gravité (thermosiphon).

Il manque la hauteur des radiateurs au dessus de la chaudière ! !

A en croire SERGOT, pour 9 kW et des tubes de 28 mm, il faut que le ou les radiateurs, se trouvent à 4 m au dessus de la chaudière.

[Catcho]

Pour enfoncer le cloud, on ne connait pas la perte de charge des vannes..........

Mais il me semble que l'on va alimenter un chauffe-eau ?

Bref tu installes des gros toyos et ça va circuler.......

Il faut éviter les contres pentes et faire en sorte que ce circuit se purge naturellement.

[Positron1]

Re,

avec ma puissance moyenne de 7 kw, ce serai un diamètre de 35 mm ? (ou 33 sur l'autre tableau).

A l'époque du tableau les tuyaux étaient en fer

Par contre je rentre dans le ballon avec du trou de 19.

Oui mais c'est pas long, je reste sur l'idée du 28/30

[Catcho]

Re,

A l'époque du tableau les tuyaux étaient en fer

Oui mais c'est pas long, je reste sur l'idée du 28/30

Tu va trouver ou ces tubes de 28/30?

C'est une cote du commerce, standard?

C'est pas épais en +

Ca va résister a un feu de bois?

C'est de l'acier qui résiste au feux de bois?


















,

[cornychon]

Pour enfoncer le cloud, on ne connait pas la perte de charge des vannes..........

Mais il me semble que l'on va alimenter un chauffe-eau ?

Bref tu installes des gros toyos et ça va circuler.......

Il faut éviter les contres pentes et faire en sorte que ce circuit se purge naturellement.

Bonjour,

Il y a les règles de l'art classiques, mais pour le thermosiphon, il y a d'autres paramètres très importants.

Le tableau donne des puissances transportables en fonction de la hauteur des radiateurs au dessus de la chaudière, et du diamètre des tubes.

MAIS c'est valable pour une eau qui circule à 80°C, 85°C sortie chaudière, 60°C entrée chaudière

[Catcho]

Bonjour,

Il y a les règles de l'art classiques, mais pour le thermosiphon, il y a d'autres paramètres très importants.

Le tableau donne des puissances transportables en fonction de la hauteur des radiateurs au dessus de la chaudière, et du diamètre des tubes.

MAIS c'est valable pour une eau qui circule à 80°C, 85°C sortie chaudière, 60°C entrée chaudière

Et?

Ceci implique quoi?

[cornychon]

Tu va trouver ou ces tubes de 28/30?

C'est une cote du commerce, standard?

C'est pas épais en +

Ca va résister a un feu de bois?

C'est de l'acier qui résiste au feux de bois?
,

C'est hors sujet ! !

[cornychon]

Et?

Ceci implique quoi?

C'est un autre problème.

[sergemyr]

Attendez, on s'égare. Je fais quelques précisions :
il n'y a pas de radiateurs, juste un ballon d'eau chaude de 100l , au dessus du poelle. Donc on est direct, il n'y a pas de contre pente.
Le système de bouilleur est intégré au poelle (avec sécurité et tout), il n'y a pas de contact direct avec la flamme et les tuyaux.
Et les tuyaux annelés en inox ?

[cornychon]

Attendez, on s'égare. Je fais quelques précisions :
il n'y a pas de radiateurs, juste un ballon d'eau chaude de 100l , au dessus du poelle. Donc on est direct, il n'y a pas de contre pente.
Le système de bouilleur est intégré au poelle (avec sécurité et tout), il n'y a pas de contact direct avec la flamme et les tuyaux.
Et les tuyaux annelés en inox ?

C'est un ballon de 100 litres au dessus du poêle,
Le bas du ballon est à 1 mètre du poêle,
La puissance nominale du poêle est de 7000 W soit 6000 kcal
Pour une hauteur de 1 mètre entre le ballon et le poêle, il faut des canalisation de 33 mm intérieur
Ces 33 mm permettent de transférer 7000 W, lorsque l'eau arrive dans le ballon à 80°C, l'eau ressort du ballon à 60°C

Dans ces conditions, le débit d'eau par thermosiphon,(par convection naturelle), est de 7000 / (1.16 x 20) = 301 m3/h

Diminuer la section du tube, c'est augmenter un peu les températures d'eau, diminuer le débit d'eau, diminuer la puissance transmise.

Lorsque l'eau ne circule plus, la puissance transmise est nulle ! !

De combien !! Voir les tableaux, graphiques, courbes, sur le net.

[Catcho]

Dans ces conditions, le débit d'eau par thermosiphon,(par convection naturelle), est de 7000 / (1.16 x 20) = 301 m3/h

301 m3/H, c'est énorme.......

[cornychon]

301 m3/H, c'est énorme.......

Tu trouves ! ! !

Il faut juste remplacer les m3 par des litres................

[herve78500]

Calcul du point de fonctionnement d'une distribution de chauffage central par thermosiphon.
Capture d’écran 2020-11-01 à 14.47.23.png
Le circuit de chauffage, de type bitube, est assimilé à un radiateur unique situé à une hauteur h au-dessus de la sortie chaudière et la longueur de la boucle complète de chauffage est L, cette longueur comprennent les longueurs équivalentes correspondants aux pertes de charge singulières (coudes, tés, vannes, passage à travers le radiateur et la chaudière.
Le circuit, entièrement fermé comporte d’un coté une colonne d’eau chaude d’une hauteur h, et de l’autre coté une colonne d’eau froide de même hauteur h.
Supposons qu’au niveau du haut du radiateur, la pression relative soit Pint par rapport à la pression atmosphérique.
A la base, c’est-à-dire au niveau de la chaudière la pression du coté eau chaude est P1=Pint+ 흆1 g h
Tandis que coté eau froide la pression est P2=Pint+ 흆2 g h
Avec 흆1 = masse volumique de l’eau chaude et 흆2 = masse volumique de l’eau froide, laquelle est plus élevée car l’eau se dilate quand la température augmente.
On a donc P2 – P1 = (흆2 – 흆1) g h qui est positif, ce qui provoque une poussée de l’eau froide dans la chaudière et une montée de l’eau chaude.
La vitesse de l’eau va augmenter jusqu’à ce que les pertes de charge dans la boucle (c’est-à-dire les frottements) compensent exactement cette différence de pression.
Si l’on raisonne en termes de charge hydraulique motrice, la HMT est P/(흆 g) soit HMT= (흆2 – 흆1) h/흆
Avec 흆 = masse volumique moyenne du fluide dans le circuit bouclé.
On voit ainsi que la HMT motrice est proportionnelle à la différence de masse volumique, donc à la différence de température entre l’eau chaude et l’eau froide, ainsi qu’à h la hauteur entre chaudière et radiateur.
La mise en mouvement de l’eau va créer des pertes de charge et une augmentation du débit jusqu’à ce que les pertes de charge compensent la HTM. Plus le débit augmente, plus la chute de température au travers du radiateur diminue et plus les pertes de charge augmentent.

Généralement la température sortie chaudière est fixée et pour simplifier, on admettra que T entrée radiateur= T sortie chaudière.
Si la puissance d’émission du radiateur est une fonction connue de T moyen et de T ambiant, pour chaque T sortie radiateur, on peut associer la puissance d’émission de chaleur du radiateur.
Pour chaque couple (T sortie, T entrée), on peut calculer :
• La HMT motrice du thermosiphon
• Le débit déduit de la puissance émise et de la formule P=1,14 x Q x(T entrée – T sortie)
Pour chaque débit calculé précédemment, on calcule la perte de charge dans la boucle complète de diamètre D et de longueur totale L.

En effectuant sur tableur les calculs précédents pour une gamme de T sortie qui commence à T entrée-1 et qui va jusqu’à 25°C, on peut tracer les 2 courbes HMT motrice et Pertes de charge.
L’intersection de la courbe de la HMT motrice avec la courbe des Pertes de charge indique le débit qui va s’établir dans la boucle.
N.B. : le calcul des pertes de charge à l’aide de la formule de Colebrook ne s’exprime pas au moyen d’une fonction mais d’un calcul itératif. On a pris une rugosité de 0,25 mm (évolution plus forte dans les tuyaux acier).
Application : h= 4 m, diamètre des canalisations = 40 mm, température de sortie chaudière 80°C, longueur de boucle 30 m, ensemble de 5 radiateurs type 32 de 4000 W en parallèle, soit 20 kW nominal. Rugosité 0,25 mm
Evolution de la masse volumique de l’eau 흆 avec la température selon Termexcel.com
50°C 흆 = 988,02 kg/m³, 60°C 흆 = 983,13 kg/m³, 70°C 흆 = 977,63 kg/m³, 80°C 흆 = 971,60 kg/m³
Radiateurs :
P nominal = 2200xS, on en déduit S=20000/2200= 9,09 m². La fonction d’émission est
Puiss_rad=K (T radiateur- T ambiant)^1,37
Dans les conditions nominales
T radiateur=70°C, T ambiant= 20°C d’où K=0,09407 et Puiss rad = 0,09407 (T radiateur – T ambiant)1,37
On connait T entrée radiateur, c’est 80°C, mais on ne connait pas T sortie, on va donc explorer ce qui se passe pour T sortie variant de 79°C à 25°C.
Pour chaque valeur de T sortie on calcule T moyen radiateur, puis Puiss_rad, puis le débit radiateur correspondant à Puiss_rad, puis Rho2 la masse volumique coté retour, puis la HTM disponible par thermosiphon. Enfin pour le débit radiateur précédent on calcule la perte de charge sur toute la boucle par la formule de Colebrook approximée par une loi en kQ2 ajustée à un point proche de la solution.
Le point d’équilibre est atteint quand HMT disponible = pertes de charge, ce qui se produit pour
T_retour.....T moyen....Puis kW....Débit m3/h....Rho2....HTM m....perte_charge
....60.............70......... ..20,0........0,877.........98 3,1...0,0472........0,0467
Donc le débit est 0,877 m3/h et la puissance correspondante des radiateurs est 20 kW la puissance nominale.
Le résultat est un peu supérieur au tableau du Sergot qui pour les mêmes conditions arrive à une puissance de 17,44 kW, avec le même T retour=60°C.

Autre essai, toutes les conditions identiques, sauf P nominal radiateurs= 30 kW et D canalisations= 60 mm
Le point d’équilibre est atteint quand HMT disponible = pertes de charge, ce qui se produit pour T retour=67°C
T_retour.....T moyen....Puis kW....Débit m3/h....Rho2....HTM m....perte_charge
....67............73,5........ 32,91.......2,221.........979, 3....0,0317.......0,0349
Ce résultat est très inférieur au Sergot qui indique 42 kW, ce qui est en relation avec la chute de température à travers les radiateurs, prise arbitrairement à 20° pour le Sergot, alors qu’on trouve 80-67=13°C, nettement moins.

Dernier essai, toutes les conditions identiques, sauf P nominal radiateurs=50 kW et D canalisations=80 mm
Le point d’équilibre est atteint quand HMT disponible = pertes de charge, ce qui se produit pour T retour=68°C
T_retour.....T moyen....Puis kW....Débit m3/h....Rho2....HTM m....perte_charge
....68.............74......... 55,56........4,061.........978 ,8....0,0295......0,0255
Ce résultat est très inférieur au Sergot qui indique 81,41 kW, ce qui est en relation avec la chute de température à travers les radiateurs, prise arbitrairement à 20° pour le Sergot, alors qu’on trouve 80-68=12°C, presque moitié moins.
thermosiphon2.png
Désolé, le caractère grec Rho ne semble pas connu de la police utilisée par le Forum, à la place il met cet idéogramme d'apparence chinois.

[sergemyr]

Bonjour,
Le tableau d'herve m'a donné la migraine ! ouah !!
Mais je n'ai pas trouvé le bon diamètre...
Car dans mon installation il n'y a pas de chauffage mais juste un ballon.

Et que pensez vous du tuyau inox annelé pour la liaison entrée (90 cm) et sortie (70 cm) poelle-ballon ?

[SK69202]

Juste qu'il faut reprendre les calculs, un tuyau annelé n'a pas la même perte de charge qu'un tuyau lisse de même diamètre.

[elece]

bonjour
pourquoi ne pas utilise ces raccord souple

https://www.oeg.net/flexible-de-racc...-25-g805005068

il y en a aussi en DN 32, (j'utilise une configuration un peu similaaire avec du multicouche en 16mm pour anviron 1m de denivellation et
2m horizontale) mais la puissance de départ est plus faible , environ 4kw.
salutations
elece

[herve78500]

A sergemyr,
En effet, j'ai effectué les calculs avec des radiateurs alimentés directement par la chaudière.
Si c'est un ballon tampon qui est à l'arrivée et que celui-ci alimente des radiateurs, le calcul se complique car il faut connaître la température des retours des radiateurs.
En effet le moteur du thermosiphon c'est la différence de température entre la conduite de retour vers la chaudière et la température de la colonne montante depuis la sortie de chaudière. Or la température du bas du ballon est la température de retour chauffage;

Pour T sortie chaudière= 80°C (Rho1= 971,60 kg/m3), T retour chaudière = 55°C (Rho2=985,7 kg/m3), avec une hauteur de 1 m entre ballon et chaudière et une longueur complète de la boucle en D40 de 2 m + 1 m pour les pertes de charge,
on trouve un point d'équilibre entre la HMT motrice et les pertes de charge pour un débit de 1,635 m3/h, lequel correspond à une puissance chaudière de 46,6 kW.
T_retour. Puis kW....Débit m3/h...Rho2.....HTM.....perte_cha rge
55............46,61.........1, 635......985,7...0,0144.....0, 0152
Remarque: pour la hauteur, il faut prendre la différence de niveau entre la sortie de chaudière (en général en haut de chaudière) et l'entrée dans le ballon, laquelle est située en haut. Dans ce cas, lorsque le ballon se remplit, la hauteur efficace diminue et lorsque le ballon est plein, la hauteur efficace est la hauteur de départ diminuée de la hauteur du ballon, c'est à dire le niveau du front de séparation eau chaude - eau froide.
Si dans la réalité la chaudière ne peut fournir que 10 kW par exemple, il y aura lieu de régler le débit au moyen d'une vanne et en créant des pertes de charge plus grandes.
Pour un D30 et toujours 2+1=3 m de longueur de boucle et une température de retour de 60°C
Le point entre la HMT motrice et les pertes de charge pour un débit de 0,658 m3/h, lequel correspond à une puissance chaudière de 15 kW.
T_retour....Puis kW....Débit m3/h..Rho2.....HMT.....pert_charg e
60............15,00........0,6 58.......983,1....0,0118....0, 0113