déperditions thermiques isolation vide

[DEn]

bonjour,
j'avais vu une fois un sujet là dessus, mais je ne le retrouve pas en cherchant le forum.....

je voudrais calculer les déperditions thermiques d'un recipient type chauffe-eau dont on aurait remplacé l'isolant par du vide (pas absolu mais 15Pa, c'est ce que peut atteindre ma pompe à vide....)

vu que le vide n'est pas de phénomène de convection, il n'y a que de la perte par radiation, j'ai lu que l'inox était assez bon "mirroir" pour les infrarouges....
je me pose aussi la question de savoir ce qui se passerait si on mettait un isolant type mince (fonctionnant principalement par reflexion d'IR) entre les deux parois strucuturelles (qui servent à maintenir le vide....)

de ce que je vois en terme de pertes :
- transmission d'énergie par radiation entre les paroi parallèles
- pertes par conduction dans le métal au niveau des jonction d'accès au réservoir intérieur
- éventuellement pertes par conduction si besoin d'élements de renfort de structure (calles)
est-ce qu'il y aurait d'autres pertes?

merci
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[Kondelec]

Bonjour

Non tu as bien résumé. Il y aura tout de même un peu d'échange thermique. Je ne saurais pas te donner un chiffre, mais lorsque la pression devient très faible le libre parcours moyen des molécules de gaz devient plus important, la chaleur n'est plus transmise par l'intermédiaire des molécules, mais directement d'une paroi à l'autre, ce qui facilite grandement l'échange.
A 15 Pa le libre parcours moyen est d'environ 1 cm.

[DEn]

je ne comprends pas trop pourquoi tu dis que cela facilite grandement l'échange.... le vide n'est pas isolant?

[Kondelec]

Oui le vide est isolant, ou plutôt il supprime l’échange convectif, mais un vide partiel facilite l'échange en facilitant le mouvement des molécules.

C'est un peu comme si tu voulais faire une course par relais dans une foule :
- Si la foule est compacte le bâton passe de mains en mains, les participants se déplacent très peu
- Si il y a peu d'individus dispersés ils peuvent courir sur de longues distances sans se gêner, le bâton se déplace plus rapidement
- Si il n'y a personne le bâton n'avance pas du tout

[A voir en vidéo sur Futura]

[DEn]

oui je comprends l'image, mais d'un autre côté s'il n'y a qu'un seul coureur, il ne peut porter qu'un relais, même s'il n'a pas de choc il transporte qu'une quantité faible d'énergie, alors que dans une foule compacte, à force, un mouvement se crée (convection) et globalement, au sein d'un même courant, les coureur avancent plus ou moins dans le même sens, on a donc beaucoup d'énergie et peu d'opposition

[Black Jack 2]

Bonjour,

Peut-être quelque chose d'utile sur ce lien :

https://www.researchgate.net/figure/...fig2_318894026

[agitateur]

tu parles toi même vide relatif ( 15 Pa ), donc il est trés relatif.

[DEn]

Bonjour,

Peut-être quelque chose d'utile sur ce lien :

https://www.researchgate.net/figure/...fig2_318894026

tu parles toi même vide relatif ( 15 Pa ), donc il est trés relatif.

c'est peut-être très relatif, mais si on en croit la courbe de Black Jack 2, on est quelque part vers 1.10⁻² Wm⁻¹K⁻¹ = 0.01 Wm⁻¹K⁻¹.... contre 0.04 pour du polystyrène extrudé.... cela fait un facteur 4 quand même sur la perte de chaleur!!!!
or ce vide "très relatif" est atteignable avec une pompe à vide de frigoriste qui coûte peu cher....
en gros un ballon d'eau chaude qui en double enveloppe séparé par du "vide très relatif" de 15Pa, serait 4x plus performant que celui actuel avec de l'isolant en polystyrène extrudé et avec moins de pollution....

[agitateur]

il y aun stade ou les ponts thermique et / ou le montage devient prépondérant ou absolument pas négligeable.
J'tends la remarque sur le "4 fois mieux" en théorie, en surface, plane, etc.....En situation pratique, en durabuilité, en "usinabilité", etc.......faut voir.

[Black Jack 2]

c'est peut-être très relatif, mais si on en croit la courbe de Black Jack 2, on est quelque part vers 1.10⁻² Wm⁻¹K⁻¹ = 0.01 Wm⁻¹K⁻¹.... contre 0.04 pour du polystyrène extrudé.... cela fait un facteur 4 quand même sur la perte de chaleur!!!!
or ce vide "très relatif" est atteignable avec une pompe à vide de frigoriste qui coûte peu cher....
en gros un ballon d'eau chaude qui en double enveloppe séparé par du "vide très relatif" de 15Pa, serait 4x plus performant que celui actuel avec de l'isolant en polystyrène extrudé et avec moins de pollution....

Bonjour,

Attention que les abscisses (pression) sont sur une graduation logarithmique.

15 Pa est sur la ligne orange que j'ai tracée ... la conductivité thermique vers 60°C est donc aux environs de 0,0027 W/(m.K), ce qui n'est pas très éloigné de celle des "bons" isolants généralement employés .

[Black Jack 2]

Rebonjour,

J'ai mal placé la ligne orange, elle devrait être un peu plus à gauche ...
Mais on a quand même environ 0,0025 W/(m.K)

[gts2]

Bonjour,

Je lis 0,025=2,5 10^-2 W/(mK), non ? bien du même ordre de grandeur que le Polyuréthane

[Biname]

Bonjour,
Je lis 0,025=2,5 10^-2 W/(mK), non ? bien du même ordre de grandeur que le Polyuréthane

Oui 0.025W/(m.K) pour le PU ! Dans un isolant, ce qui isole, c'est l'air ! Donc, le K d'un isolant ne sera jamais meilleur que celui de l'air ... hors vide.

[Black Jack 2]

Bonjour,

Je lis 0,025=2,5 10^-2 W/(mK), non ? bien du même ordre de grandeur que le Polyuréthane

Bien sûr, c'est ce que j'ai voulu écrire dans mes précédents messages. (la virgule a été mal placée dans mes réponses)
"Valeur pas très éloignée de celle des "bons" isolants généralement employés"

[Black Jack 2]

Oui 0.025W/(m.K) pour le PU ! Dans un isolant, ce qui isole, c'est l'air ! Donc, le K d'un isolant ne sera jamais meilleur que celui de l'air ... hors vide.

Bonjour,

L'air "immobile" est un excellent isolant, mais le garder immobile est une autre histoire.

En remplaçant l'air par du polyuréthane, par exemple, on peut avoir un meilleur résultat qu'en laissant de l'air.

Exemple évident :
Un mur avec une bonne épaisseur de polyuréthane ajouté est bien meilleur isolant qu'un mur sans le polyuréthane ...bien que de l'air occupe alors la place du polyuréthane (mais cet air ne va rester immobile et ...)

Ici, cas du chauffe-eau, l'air est emprisonné et sa "mobilité" est réduite, mais les courbes fournies montrent quand même que la conductivité thermique, sauf descendre à relativement basse pression, n'est pas franchement plus faible que celle du polyuréthane.
Alors où est l'intérêt ?

[Biname]

Quel intérêt ! Je me suis posé la question et selon l'IA DeepSeek, un vide entre 0.1 et 1 Pa est possible mais couteux.

<<Atteindre et maintenir le vide dans les capteurs solaires
Pression requise : Une pression de l'ordre de 10−1 Pa est suffisante pour éliminer la conduction et la convection.

Technologie de vide :
Les tubes sous vide sont scellés de manière permanente après avoir été évacués.
Un getter (matériau absorbant les gaz résiduels) est souvent utilisé pour maintenir le vide sur de longues périodes.

Durabilité du vide :
Les tubes sous vide bien conçus peuvent maintenir le vide pendant 10 à 20 ans, voire plus.
La qualité du verre et des joints est cruciale pour éviter les fuites.
>>

0.2 à 0.5 Pa est déjà un gros progrès !

Le polyuréthane, c'est ???97% d'air ou d'un autre gaz. Le polyuréthane empêche la convection.