Calcul de pertes de chaleur de l'eau

[invite61c21e86]

Exact, bien joue.

Apres, tu peux prendre 10 si tu es en interieur et, allez, 20 en exterieur. mais a toi d'expliquer a tes clients que cela peut varier selon l'exposition du spa au vent.

voila le fond de ma pensee.

a+
-----

[inviteb6c2e93a]

Merci - c'est exactement ce que j'essayais d'élaborer sur papier en attendant ta réponse.
Bien apprécié!

[invite01087e88]

Bonsoir,

Si tu souhaites te documenter plus avant, je te conseille l'excellent cours de thermique d'Yves Jannot que tu pourras trouver sur Internet à l'aide de ton moteur de recherche préféré. C'est parfois un peu abrupt, surtout si tu n'as pas de formation scientifique préalable, mais je pense qu'en lisant les choses calmement, il permet de bien comprendre les mécanismes à la fois théoriques et empiriques.
De mémoire, il me semble que dans le chapitre sur la convection sont détaillés quelques calculs du fameux coefficient h, ainsi que les valeurs les plus communes.

A+

Ravjul

[inviteb6c2e93a]

La c'est du joule.

PAr contre tu peux negliger la surface interieure, ne considere que celle de l'eau/air.

Tu fais les calculs et tu prends totu pour une heure.

Certain que c'est mesuré en Joules? parce que j'arrive à un chiffre extrèmement minime. Puisque je trouve des Joules, je divise par 3.6millions et j'obtiens un nombre de kWh - mais franchement, j'arrive à quelques 8/10 de wattheures... est-ce exact?

Exemple du calcul utilisé:

P= 30 (coeff) * 2,63 (m²) * (20°C-40°C)= -4142,xxx Joules
-4142 /3 600 000 = 0.00115065kWh.

Ça n'est pas gros comme perte, même si le spa est à l'intérieur de la maison.
Est-ce donc bien exact?

[inviteb6c2e93a]

oh, m***e.

C'est la perte pour 1 HEURE. Je dois calculer pour toute une année.
Merci!!!

[invite61c21e86]

trop fort, il se corrige tout seul!

tu as plus besoin de nous, vole de tes propres ailes maintenant!

a+

[inviteb6c2e93a]

Certain que c'est mesuré en Joules? parce que j'arrive à un chiffre extrèmement minime. Puisque je trouve des Joules, je divise par 3.6millions et j'obtiens un nombre de kWh - mais franchement, j'arrive à quelques 8/10 de wattheures... est-ce exact?

Exemple du calcul utilisé:

P= 30 (coeff) * 2,63 (m²) * (20°C-40°C)= -4142,xxx Joules
-4142 /3 600 000 = 0.00115065kWh.

Ça n'est pas gros comme perte, même si le spa est à l'intérieur de la maison.
Est-ce donc bien exact?

Bon finalement, les chiffres ne sont pas bons.

J'arrive, au total, à quelques 2969kWh de consommation pour le chauffage de l'eau, et environ 3 kWh de pertes. Et ça, pour l'année. Alors quelque chose ne fonctionne pas.

La formule P= 30 (coeff) * 2,63 (m²) * (20°C-40°C)= -1578 Joules.
-1578 / 3 600 000 = 4.3833^-4kWh (ou 0.43833wattheures) fonctionne, mais si on multiplie ceci par 24heures et par 365jours, j'obtiens -3.8398kWh, donc 3.8kWh de pertes annuelles, ce qui est virtuellement impossible. (Et ce calcul, c'est si le couvercle était ouvert à l'année longue - en fait, ça devrait être un coefficient de 10 durant toute l'année sauf durant les heures de baignade où le coeff est 30, ce qui fait encore moins de pertes.)

Tout ça ne fonctionne pas normalement. Quelqu'un voit-il une faille dans le calcul?

[invite61c21e86]

ma formule donne la perte pour une seconde.

http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_transfer_coefficient

pas une heure!

Ca ira mieux apres! (enfin moins bien pour la facture d'electricite)

[inviteb6c2e93a]

ma formule donne la perte pour une seconde.

http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_transfer_coefficient

pas une heure!

Ca ira mieux apres! (enfin moins bien pour la facture d'electricite)

La raison pour laquelle je fais la multiplication par 3,600,000, c'est que la formule résulte en Joules (1Watt-seconde). Mais je dois obtenir des kWh, et 1Kwh=3,6MJ (3,6 millions de Joules). Je suis donc déjà en heures, ce qui signifie que là n'est pas le problème.

Autre chose, peut-être?

Ou peut-être que mon approche n'est pas correcte. En fait, voici ce qui se produit:
Mon spa est installé, c'est l'été, je désire m'en servir, je réchauffe l'eau à 40°C (à partir de 25°C), ce qui coûte . Après l'usage de 1h, j'y mets un couvercle, et je le laisse seul, sans chauffage. Il perd sa chaleur et redescend à la température ambiante, qui est environ 25°C durant l'été. lors de ma prochaine utilisation, je réutiliserai pour le ramener à 40°C; si je l'utilise 4 fois par mois, ça fait .
Cependant, mon problème se poursuit ainsi: chaque mois, la température ambiante change. Durant l'hiver, la température est plutôt -18°C, mais pour empêcher que l'eau gèle, je dois la chauffer constamment à au moins 7°C. Et ça, c'est donc 24 heures/24, sauf les 4 heures d'utilisation où je chaufferai l'eau de 7°C à 40°C, ce qui augmente l'écart de température et donc de consommation.
La perte en chaleur est minime à chaque heure, mais elle se produit à chaque heure tout de même - donc je multiplie ces pertes par le nombre d'heures durant le mois.
Alors j'ai:

• la chauffe au moment d'une baignade;
• la chauffe pour le maintient de la température si celle-ci est sous 7°C;
• les pertes, proportionnelles à la température ambiante mensuelle, qui sont constantes (2 calculs requis, puisque le couvercle se soulève durant l'usage)

Donc, au total, 4 calculs.

Il ne me manque rien à ce que je sache...
Puisque la température du spa, qui est à 40°C, perd environ 33°C en hiver, il me semble que la quantité d'énergie que j'envoie dans l'eau est entièrement perdue - pourtant, les pertes que je vois sont minimes. C'est pourquoi je m'explique mal ce problème.

Une autre chose: À supposer que c'est l'hiver, que la température et -18°C, je dois réchauffer l'eau à 7°C en tout temps. Est-ce que je dois donc calculer la chauffe, ou la perte? Et si c'est la chauffe, je la calcule pour chaque heure de non-utilisation?
(J'assume que, pour chauffer tout le volume d'eau de -18°C à 7°C, on a besoin de 1.155^-3kWh/litre-°C * le volume en litres * (7°C - (-18)°C). J'obtiens la consommation en kWh, directement; sauf que après, la température descend de 1°C, et l'appareil redémarre - et on calcule à nouveau... et ainsi de suite... est-ce bien comment on doit calculer le maintien de la température???)

Je demeure, encore et toujours, confus...

[invite0324077b]

tu melange tout : la chaleur massique de l'eau et le volume , c'est quand on veut chauffer de l'eau froide : pour le spa ca ne sert a rien il reste a temperature constante

ce que tu veux est la puissance en watt ou kw pour maintenir la temperature constante , inutile de parles d'energie en joule ou kwh car c'est lenergie par unité de temps qui compte : kwh/h = kw

donc tu veux calculer les pertes thermique : et il y en a toutes sorte

perte par conduction par le fond et le tour : depend de la qualité de l'isolant , et de la temperature de ce qui est autour : ca change beaucoup d'un spa a l'autre

perte par convection de la surface : depand de la temperature de l'air et surtout de la ventilation

perte par evaporation de l'eau : tres importante augmente beaucoup plus l'eau est chaude , ce n'est pas lineaire du tout ! ca augente encore plus avec l'agitation de l'eau !

perte par rayonnement , pas negligable non plus

donc si tu veux un calcul simple tu fera un calcul inutile qui donne n'importe quoi

[invite01087e88]

Bonjour à toutes et tous,

Je dirai à l'instar de Chatelot qu'il faut différencier tes deux besoins :

1°) : Chauffage de l'eau :
Si ton souhait est de ne pas effectuer un chauffage constant de l'eau, et de ne la chauffer que lorsqu'elle tombe à une température critique, alors l'énergie nécessaire sera (en négligeant les pertes pendant la durée du chauffage) :

où :
est la température à laquelle tu souhaites chauffer ton eau,
est la température juste avant le début du chauffage (ta température critique, donc),
la chaleur massique de l'eau,
sa masse volumique,
le volume d'eau dans ton spa.
l'énergie nécessaire à ce volume d'eau pour passer de la température initiale à la température finale.
Tu obtiendras donc la quantité d'énergie pour chauffer ton eau ; ce qui changera en fonction de la saison, c'est la fréquence à laquelle il te faudra dépenser cette énergie par unité de temps (jour, mois, année,...) ; d'où le second problème :

2°) Refroidissement naturel de l'eau du spa :
Dans ce problème, tu pourras calculer le temps mis par l'eau pour passer de sa température en fin de chauffage à sa température critique. Pour cela, il faut réaliser le bilan d'énergie dont j'ai parlé dans un message plus haut - pertes par convection sur les parois et le fond, par convection avec l'air en surface, éventuellement par évaporation (mais je pense qu'on peut négliger cet effet en première approximation) - et résoudre l'équation différentielle temporelle afin de calculer la durée que l'on souhaite.

3°) Résolution simultanée :
On peut bien sûr résoudre les deux problèmes simultanément en supposant le chauffage constant (mais je ne sais pas si c'est ton cas), et en incluant cette puissance de chauffe dans le bilan d'énergie (si la température est constante, c'est que l'énergie de chauffage est égale aux pertes !). Mais je pense que c'est plus complexe...
Dans ce cas, tu trouveras la puissance par unité de temps nécessaire pour maintenir la température constante, qu'il te faudra donc multiplier par la durée considérée (jour, mois, année,...) pour répondre à ta question.

Attention donc à savoir quelle question l'on se pose pour adapter sa méthode de résolution, et ainsi ne pas tout mélanger !

A+

Ravjul

[inviteb6c2e93a]

Bonjour à toutes et tous,

Je dirai à l'instar de Chatelot qu'il faut différencier tes deux besoins :

1°) : Chauffage de l'eau :
Si ton souhait est de ne pas effectuer un chauffage constant de l'eau, et de ne la chauffer que lorsqu'elle tombe à une température critique, alors l'énergie nécessaire sera (en négligeant les pertes pendant la durée du chauffage) :

où :
est la température à laquelle tu souhaites chauffer ton eau,
est la température juste avant le début du chauffage (ta température critique, donc),
la chaleur massique de l'eau,
sa masse volumique,
le volume d'eau dans ton spa.
l'énergie nécessaire à ce volume d'eau pour passer de la température initiale à la température finale.
Tu obtiendras donc la quantité d'énergie pour chauffer ton eau ; ce qui changera en fonction de la saison, c'est la fréquence à laquelle il te faudra dépenser cette énergie par unité de temps (jour, mois, année,...) ; d'où le second problème :

C'est sensiblement la même formule que j'utilise, exception faite que j'utilise un coefficient de chauffage, notamment la formule que j'ai citée plus haut:
Conso (kWh) = (1,155^e-3kWh/litre-°C) x volume (litres) x diff.temp (T_finale-T_voulue (en °C))

Le 1,155^e-3 semble être le remplacement de x . Ultimement, la même formule, j'en suis sûr... mais mon problème ne s'arrête pas là.

2°) Refroidissement naturel de l'eau du spa :
Dans ce problème, tu pourras calculer le temps mis par l'eau pour passer de sa température en fin de chauffage à sa température critique. Pour cela, il faut réaliser le bilan d'énergie dont j'ai parlé dans un message plus haut - pertes par convection sur les parois et le fond, par convection avec l'air en surface, éventuellement par évaporation (mais je pense qu'on peut négliger cet effet en première approximation) - et résoudre l'équation différentielle temporelle afin de calculer la durée que l'on souhaite.

C'est aussi ce que je fais comme calcul. J'ai réussi à extrapoler les dimensions d'un spa dépendemment de son volume, et j'utilise ces dimensions pour calculer chaque surface et ainsi son impact dans la formule. Donc, les surfaces de 4 côtés et le dessous du spa sont mesurées et additionnées, et cette surface est multipliée par un coefficient de 10 (qui semble réduire les pertes). La surface restante, celle qui n'est pas couverte (donc l'eau elle-même) est utilisée dans le même calcul avec un facteur de 30, qui semble augmenter les pertes. Cependant, ce calcul me donne un résultat en Joules - et lorsque je ramène l'équation à des kWh, je ne vois qu'un minuscule montant, moins que .5% du montant total de l'énergie dépensée pour chauffer le spa initialement.
Je mélange peut-être les choses, mais je croyais que l'énergie ne pouvait se dissiper? elle doit aller quelque part, sinon la chaleur resterait constante!!

3°) Résolution simultanée :
On peut bien sûr résoudre les deux problèmes simultanément en supposant le chauffage constant (mais je ne sais pas si c'est ton cas), et en incluant cette puissance de chauffe dans le bilan d'énergie (si la température est constante, c'est que l'énergie de chauffage est égale aux pertes !). Mais je pense que c'est plus complexe...
Dans ce cas, tu trouveras la puissance par unité de temps nécessaire pour maintenir la température constante, qu'il te faudra donc multiplier par la durée considérée (jour, mois, année,...) pour répondre à ta question.

Attention donc à savoir quelle question l'on se pose pour adapter sa méthode de résolution, et ainsi ne pas tout mélanger !

A+

Ravjul

Bon, alors recommençons à zéro, puisque malgré toutes les bonnes intentions des lecteurs de ce thread, je ne trouve toujours pas mes réponses.

Voici:

Je veux calculer le coût en énergie de l'utilisation annuelle d'un spa.
Je fais ce calcul pour chaque mois, puisque les températures et l'usage changent au fil des saisons.
Je dois aussi faire ce calcul dans un environnement stable, qui représentera le spa à l'intérieur d'un immeuble.
Pour ce faire, je calcule les dépenses des pompes de filtreur, des pompes de massage, de l'ozonateur si présent (tout cela basé sur les données d'usage d'un client). Cette partie est faite.
Il me reste la partie chauffage.
Je dois absolument me servir d'hypothèse simplificatrices:

• la température donnée doit rester la même durant tout un mois (système parfait);
• le vent n'est pas pris en considération, ni la neige;
• tous les clients règlent leurs spas à la même température lors de l'utilisation;
• tous les spas sont couverts quand ils ne sont pas utilisés;
• je ne prends pas en compte si le spa est en-terre ou hors-terre;
• tous les spas sont isolés de même manière.

Je veux obtenir la méthode de calcul (et les unités utilisées pour chaque partie du calcul) pour connaître:

• la quantité d'énergie, en kWh, dépensée lorsque le spa est amené à sa température nominale d'usage;
• la quantité d'énergie, en kWh, utilisée pour maintenir la température du spa constante durant l'utilisation;
• la quantité d'énergie utilisée, en kWh, pour maintenir la température de l'eau constante à 7°C lorsque les températures extérieures descendent sous 7°C (pour éviter le gel de l'eau).

Je ne peux expliquer ceci d'une façon plus simple. (SVP, n'oubliez pas que lorsque vous me donnez une formule elle devra être comme ceci: Quantité d'énergie (kWh) = volume (litres) x diff.temp.(Tfinale - Tdépart, (°C))...

Merci d'avance!

[inviteb6c2e93a]

Quelqu'un a une idée?

[invite01087e88]

Salut,

En principe avec toutes les infos données par les uns et les autres sur ce fil de discussion, tu devrais être en mesure de faire les calculs nécessaires.
Le souci c'est qu'ils demandent un peu de temps : pour être très franc, le sujet que tu proposes ressemblerait à un petit sujet de stage pour un étudiant en 3ème année, et pourrait même faire l'objet d'une ou deux simus en transitoire qui pourraient t'aider ! Sur un forum, c'est un peu délicat dans la mesure où l'on peut te donner des indications sur la manière de résoudre ton problème, mais cela devient difficile de le résoudre à ta place quand le sujet est aussi complexe ; moi personnellement, je n'en ai pas le temps en plus du boulot !
Aurais-tu la possibilité d'embaucher un stagiaire pour t'aider sur ces calculs ? C'est l'été ; un jeune qui cherche quelque argent pour ses vacances, cela peut se trouver ! L'avantage c'est que ce serait plus pratique de travailler avec lui directement plutôt que de passer par un forum, en termes de réactivité...

A+

Ravjul