Pompe à eau spécifique

[BOB92]

Bonjour à tous,
et m'adresse en particuliers aux spécialistes .... et je sais qu'il y en a :

en été, je veux raffraichir un plancher équipé de 4 x 50 ml de tube cuivre 11mm intéreur ( mis en parallèles sur une nourice).

De façon estimative, avec les abaques du plancher, il me faudrait 2M3/H environ.

Mon eau est disponible dans un puit, situé dans mon sous-sol, à - 40 cm du sol. Elle est potentiellement chargée en limons et sable fin.
Mon plancher est situé à +2M du sol.
Je rejette l'eau au niveau du plancher ( +2M) , sans perte de charge en sortie de la nourice du plancher ( coule librement vers une réserve d'eau et l'égout EP ).


Je recherche donc une pompe soit immergée, soit auto-amorçante si elle est à un niveau intermédiaire. Les liaisons puit-pompe-plancher ne sont pas définies encore, et font au plus 5 mètres de long.


J'avais pensé à utiliser une pompe immergée conçue pour des jets d'eau de jardin ( c'est à peu prés le débit, HM ), puissance dans les 50 à 100 W. est-ce un bon choix de principe.
PS :Je ne sais pas estimer la perte de charge de mon circuit de 4 x 50 ml en //, avec tous ses coudes.

Merci de votre aide
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[chatelot16]

on peut deja calculer la puissance theorique si tout etais parfait : rendement 100% et pas de perte de charge

puissance = debit x pression en unité si

2m³/h / 3600 = 5,55e-4 m³/s

2m + 0.4m = 2.4m
= 0.24bar
= 2400 kg/m³
= 24000 N/m³

5,55e-4 m³/s x 24000 N/m³ = 13,3 W

pour aller plus loin il faut calculer la perte de charge dans les tuyaux en cuivre

je n'ai pas de formule sous la main mais une chose est sure si tu remplace 4 x 50 m par 8 x 25 m la perte de charge est divisé par 4

et a l'extreme 40 x 5 m et la perte de charge sera divisé par 100 ...

[BOB92]

Bonjour Chatelot

Merci, depour cette première réponse.

c'est cohérent avec ce que j'avais visé, en première approche : 50 mini à 100 W max pour la puissance.

Pour ce qui est des pertes eede charge, mon plancher est réalisé 4 couronnes de 50 m en // . 200m de tube correspondait au besoin thermique pour le chauffage (cf le fabriquant ). Pour la réfrigération, je ferais ce que je peux avec ..... et mon eau froide gratuite.
Cordialement

[invite76532345]

Bonjour BOB
Hélas pour toi, et heureusement pour tous mes plus jeunes collègues qui travaillent encore dans les pompes et autres machines tournantes (autrement ils iraient pointer à l'ANPE), une pompe centrifuge n'a pas un rendement de 100%. On considère 60% en 1° approximation (Référence à l' API 610, aujourd'hui équivalent à l'ISO 13709)
Si je comprends bien, ton plancher à rafraîchir se trouve au rez de chaussée et la surface libre de l'eau à puiser à 40cm sous le niveau du sous sol.
La nourrice n'est pas détaillée. Arbitrairement, sans info, je considèrerai que sa pression interne est 1 bar g (afin de vaincre la perte de charge dans les tuyaux de cuivre de diamètre int ~18mm pour avoir la vitesse normalisée d'échangeur entre 1.5 et 2m/s) et qu'elle est au sous sol à +0.5m du plancher. , soit 10m de c.e.
hmt de la pompe par rapport au niveau "0" surface libre du puits:
Profondeur puits: 0.4m
Hauteur du fond de la nourrice: 0.5m
hauteur équivalente nourrice: 10m

Total: 10.9m

Le calcul de base donne un puissance de 130W (voir P.J) en considérant que la pompe travaille près de son "B.E.P"; c'est à dire aux ~3/5 de sa courbe vue de gauche à droite.
A tout autre point, son rendement est inférieur. Son rendement exact au point de fonctionnement requis ne peut être donné que par le fabricant.

Si tu donnes plus de renseignements, on pourra affiner le calcul.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite76532345]

La "PJ n'est pas passée, je la renvoie
A+

[BOB92]

Bonjour papykiwi

Merci pour ces infos, mais pas très doué pour l’hydraulique, j’avoue ne pas comprendre comment on arrive à 1 bar pour l’ensemble. Nous sommes-nous bien compris dans le schéma ( car j’ai des difficultés à en joindre 1 )

Il y a 2,40 he hauteur physique pour l’eau à relever entre mon niveau d’eau du puit, et celui des nourrices du plancher. (On peut compter également 3 m de tuyau horizontal pour cette amenée. Tuyau non défini, mais qui pourra être assez gros.

Mon plancher est constitué de 4 tubes de cuivre d’environ 11 mm intérieur ( tube cuivre mince de 12 extérieur, gainé plastique, spécifique pour les plancher chauffants/rafraîchissants)., en parallèle, 50 m de long chacun, raccordés sur 2 grosses nourrices aux extrémités.
Sur l’une d’elle, je raccorderais la sortie de pompe,
L’autre est raccordé à un gros tuyau d’évacuation, qui va couler pratiquement à l’air libre, au niveau du plancher (donc sans perte de charge en sortie ).

Comment arrive-t-on dans ce cas à 1 bar pour 2 M3/H ?

Mais de toutes façon, on est d’accord sur la puissance de la pompe à utiliser ..
… ce n’est pas 30 W … et ce n(est pas 500 W.

Maintenant, il semble exister pas mal de types de pompes ( au vu des caractéristiques hydrauliques). Existe-t-il un type à conseiller dans mon cas ( fonctionnement permanent, possibilité de restreindre le débit simplement avec une vanne étranglant le refoulement, présence possible de sable et limons …

Merci pour vos explications et conseils

[invite76532345]

Bonsoir Bob 92
J'ai fait une approximation pifométrique de la perte de charge.
Je n'avais pas remarqué qu'il y avait 4 tubes de 50mètres chacun
Je reprendrai la perte de charge demain matin pour donner une pression réaliste en sortie de pompe et la puissance correspondante . Mais quelle est la pompe?
Que dit le constructeur en débit/pression ? Y a t-il une courbe exploitable?
C'est très important pour le rendement.
Et un schéma serait le bienvenu. Il n'y a qu'à le dessiner sur "Excel", le sélectionner, copier, coller sur "Paint" puis "enregistrer sous" en choisissant ".jpg".
Cela donne une photo du schéma facile à poster en PJ en suivant le mode d'emploi pour "uploader"
Bonsoir à toi.

[BOB92]

Bonsoir à tous

J'essaie un envoi d'image

[invite76532345]

Bonjour Bob

Pas d'envoi d'image, donc une approximation plus documentée:

Le tube de cuivre de 12mm extérieur est du 10 x 12
Sa contenance: (Π x 0.12 /4 ) x 10 = 0.08 litres/m.
Il y a quatre tuyaux au débit équilibré. Chacun voit passer
(2000/3600)/4 = 0.14 litres par seconde.
La vitesse de passage est:
0.14 / 0.08 = 1.74 m/s (C'est très rapide ! )
Le tuyau de cuivre 10 x 12 est un "petit diamètre" utilisé en plomberie.
Pour connaître la perte de charge utilisons donc la formule de Flamant chère aux plombiers.
U' = 0.00092 ⁴√ (V⁷ / D⁵)
U' perte de charge par mètre linéaire en "m.ce"
V vitesse en m/s
D diamètre en m
U' = 0.00092 ⁴√ (1.747 / 0.015) = 0.24 m.ce (merci Excel pour le calcul).
Soit pour 50m: 0.24 x 50 = 12 m.ce ( ≡ 1.2 bar)

Si on utilise la formule de Prony (adaptée aux tuyaux incrustés)
1/4Dj =0.00001733V + 0.0003483V²==> j=(0,00001733V + (0, V²))/(0,25D)
avec:
j = pertes de charge en m.ce par m de longueur
D = diamètre du tuyau en mètres =0.01m
V vitesse en m/s = 1.74

On obtient j = 0,= 0,433.866.91 m.ce (merci Excel pour le calcul).
On peut diviser par 2 cette valeur pour des tuyaux cuivre neufs.*** Compte tenu de leur faible rugosité ils ne vont pas s'incruster avant très longtemps en véhiculant de l'eau froide propre.
Donc "j" pratique = ~0.217
Soit pour 50 m de tuyauterie: 50 x 0.217 = 10.85m.ce (1m de moins qu'avec Flamant)
***Note: En pratique, valable aussi pour le "DTU 60-11" qui tient compte aussi de tuyaux moyennement incrustés.

Comme il n'y a pas 50m en ligne droite, en l'absence de schéma, admettons en 1° approximation
8 coudes à ξ = 0.5 ….==> ξ = 4
2 changements de Φ(Entrée et sortie des nourrices) ξ = 0.5 + 1 =1.5
2 robinets/tés de réglage pour équilibrer les débits ξ = 16  ξ = 32
Plus
1 vanne d'arrêt/réglage en sortie pompe ξ = 16.
Total ξ = 4 + 1.5 + 32 + 16 = 53.5
Perte correspondante: Δh = ξ x (V2/2g) = 2.73 m.ce

Perte de charge totale (avec 5% de marge de garantie): ((12 + 2.73) x 1.05 ) + 2.4 = 16.8 m. ce

Ce n'est donc pas 1 bar g qu'il faut en sortie de pompe mais 1.7 à 1.8 bars g (incertitude de mesure)
A bientôt

[BOB92]

Re
Merci pour cette explication détaillée, mais je ne pensais pas que la perte de charge était aussi importante .... comme quoi, il faut toujours faire un calcul, même sommaire.

Pour ce qui est de la vitesse, considérée comme grande, c'est exact.
Je m'étais positionné en vitesse élevée, sur les abaques du constructeur, afin d'estimer les échanges thermiques maximum. Mais bien évidemment, en fonction du besoin theremique et des bruits engendrés, je serais certainement amené à baisser cette vitesse.

Pour ce qui est du tube, ce n'esty pas du 10x12. C'est du tube spécial pour planchers chauffants/réfrigérants, en cuivre super-écroui (besoin de mise en place oblige), et d'épaisseur seulement de 0,8 mm. Il est d'ailleurs livré avec des canons épaulés destinés à être insérés aux extrémités, à l'intérieur, pour le rigidifier au niveau des olives de serrage.


Donc; en résumé, nous en sommes à pratiquement 2 bars , et 2M3/h max, point de fonctionnement max, avec peut-être, en réalité, quelque chose de moindre surtout si l'écoulement était bruyant.

Pompe immergée, ou non, que me conseillerez-vous ( car je ^pense que je suis obligé de rester dans les types de pompes conçues pour bassins et jet d'eau ...).

Pour ce quui est du dessin, Excel , puyis Paint, OK en JPG.
Ensuite je n'ai pas su comment remplir l



pour le rigidifiplacés a

[BOB92]

Re
Message parti par erreur ( pb de frappe sur clavier ...)

Mais tout y était,

avec une question que je me pose, lié à des remarques d'installateurs de sysèmes solaire/planchers chauffants/réfrigérants.

J'avais précu de pomper brutalement et d'évacuer l'eau aux EP, car de toutes façons, elle y va naturellement de par mes drains à -40 cm (eau au niveau de ves drains). Solution que je trouvais simple et efficace.

L'autre solution serait de faire tourner mon eau en circuit fermé, et de placer un échangeur tubulaire dans mon puit. Celà me simplifierait l'aiguillage des circuits chauffage/réfrigération, et l'eau qui circulerait setrait toujours la même, c'est à dire l'eau de mon circuit de chauffage de la chaudière .
Pas de sable et limons dans ce cas, mais encore une diminution des échanges dues à l'introduction de cet échangeur (PS je comptais utiliser le corps d'une ancienne chaudière mixte HYDROMOTRIX 32KW, en cuivre massif, qui semble bien adapté, toute prête et sans frais. Dans ce cas, l'eau étant en circuit fermé, avec la mise en pression permanente par le vase d'expension, un simple circulateur de chauffage central pourrait faire l'affaire.

Qu'en pensez-vous ?
Cordialement

[chatelot16]

papikiwi a eu la patience de calculer la perte de charge dans les tuyaux : il confirme ce que me disait mon pifometre :

4 petit tuyau de 50 m de long ca fait trop de perte de charge

il faut mieux augmenter le nombre et diminuer les longueur

pour les plancher chauffant , la perte de charge n'est pas catastrophique : le frottement de l'eau fait de la chaleur : la puissance consomé par la pompe fait du chauffage electrique

mais pour refroidir la pompe qui boure dans les tuyaux va rechauffer l'eau froide

donc ne prend pas modele sur les plancher chauffant met un gros tuyau sur 2 coté opposé de la piece pour servir de collecteur , met des tuyau en ligne droite entre ces 2 collecteurs

mais attention le redroidissement par le sol et theoriquement mauvais : c'est le plafond qu'il faudrait refroidir

quand on chauffe par le sol l'air rechauffé monte et se fait remplacer en permanence par du nouvel air a chauffer

quand on refroidit par le sol la couche d'air froid sur le sol ne bouge pas et ne refroidit pas toute la piece

[BOB92]

Merci CHATELOT16 de ces remarques fort judicieuses,

Mais dans mon cas, le plancher chauffant en cuivre gainé est réalisé depuis 4 ans, et est utilisé pour le chauffage.
Thermiquement, pour le chauffage, il me fallait 200 m de tube ( rouleaux de 50 m que je devais braser puis éprouver pour les abouter cf doc fabriquant).
J’ai opté de ne faire aucune soudure, et je les ai mis en parallèle sur une grosse nourrice. D’où mes 4 x 50 m de tube ( je viens de vérifier 12 mm ext, 0,7 mm d’épaisseur).

Le fabriquant autorise son utilisation pour le rafraîchissement, d’où mon idée d’utiliser mon eau froide gratuite à proximité immédiate.
L’objet que je me fixe n’est pas de « climatiser » le grand local, mais d’y apporter un peu de fraîcheur. Le résultat sera ce qu’il sera en terme de baisse de température (l’été), et en terme de confort.

Pour le chauffage, je me suis pas posé de problème de perte de charge, il est raccordé à une sortie basse température de la chaudière, avec son circulateur, et le système semble bien s’en accommoder. Je n’ai jamais mesuré la vitesse de l’eau, ni les delta-P.

C’est dans mon projet de rafraîchissement, pour le choix de la pompe que j’ai buté….
D’où l’utilisation de ce forum où on trouve de la compétence…… Merci aux contributeurs.

[chatelot16]

si le plancher est deja construit comme ca il n'y a qu'a faire l'essai : pompe a eau comme pour arroser un jardin

les pompe a eau imergé genre vide cave donneront une pression trop faibles pour faire leur debit normal

les pompes pour jet d'eau sont bien trop faibles

mais les pompes d'arrosage sont quand meme un peut trop grosse et je ne vois pas trop quelle pompes trouver dans le commerce pour faire juste un peu moins puissant

je fait souvent ce genre d'essai avec des pompes d'arrosage leroy somer qui ont un moteur universel comme une perceuse : cela permet de reduire la vitesse et la puissance par simple reduction de tension : mais ce n'est que pour des essais car ces pompse sont bruyante et n'ont pas une grande durée de vie

les pompe d'arrosage autoamorcante a venturi ( type jet ) on un assez mauvais rendement

les pompes d'arrosage multicellulaire ont un rendement bien meilleurs : et si tu prend un modele standard trop puissant tu peut reduire la puissance en demontant une ou 2 turbine a l'interieur ...

[invite76532345]

Re-
1/ ......mais cela va y participer en accessoire.

Pour ce quui est du dessin, Excel , puyis Paint, OK en JPG.
Ensuite je n'ai pas su comment remplir l

Une fois la " réponse rapide" initiée (ou terminée) il faut passer en "Prévisualisation du message".
AA/ Dans les outils du cadre où l'on écrit, cliquer sur le "trombone".
Une fenêtre de menu s'ouvre. Cliquer sur "Parcourir". On part vers l'explorateur
Trouver le fichier que l'on veut joindre (dans notre cas "xxxx.jpg où xxxx est le nom)
BB/ Cliquer sur "ouvrir". On revient à la fenêtre du menu.
CC/ Cliquer sur "uploader". 2 cas peuvent se produire1
aa/ Résultat OK...C'est gagné
bb/ "ça ne marche pas" parce-que le fichier est trop grand ou bien que le "shack" ne le reconnait pas comme valable.
Pas de panique. Un coup de "Google"; taper "powertoys", recherche Web, télécharger "image resizer" (les autres aussi ou non, c'est un choix personnel). Installer "image resizer" (c'est du Windows de chez Bill Gates; c'est sûr).
Une fois qu'il est installé, clic droit sur le fichier image dans "Windows explorer"
Clic sur "resize image"
Clic sur "medium"
Un nouveau fichier "xxxx(Medium).jpg" se crée
Refaire "AA/"; Trouver "xxxx(Medium).jpg)
Faire BB/ et CC/ et Miracle "ça marche".

2/ Retour au sujet.

L'autre solution serait de faire tourner mon eau en circuit fermé, et de placer un échangeur tubulaire dans mon puit"s".
mais encore une diminution des échanges dues à l'introduction de cet échangeur

L'explication figure avec la proposition et le système part du célèbre "Pourquoi faire simple quand on peut compliquer".

(PS je comptais utiliser le corps d'une ancienne chaudière mixte HYDROMOTRIX 32KW, en cuivre massif, qui semble bien adapté, toute prête et sans frais.

Excellent matériel. Capacité d'échange de 32kW avec un deltaT de ~300K entre la chauffe du brûleur et le fluide dans l'échangeur.
Avec un deltaT de l'ordre de 3K entre l'eau du puits et celle de la boucle on aura un échange (toujours au pifomètre) de l'ordre de à peine 1kW..."pas bezef hein..."
Le sable reste au fond du puits. Il suffit de le creuser assez pour que la ligne de référence de la pompe soit à ~0.4 à 0.5m du fond, équipée d'une crépine correcte pour ne pas être gêné.
A bientôt

[BOB92]

Bonjour tous deux


Merci de toutes ces infos ....

a) pour la PJ , je cliquais sur inserer une image .... et non sur le trombone ....
donc peut être ce coup-ci

b) pour le choix des pompes, effectivement dans ce débit et cette HM, on ne trouve pas grand choses.... Effectivement, il reste la solution de "oter une roue" .... pourquoi pas ....
Pour les pompes de jet d'eaun il y aurait des choses, par exemple AQUATIS.NET , mais fort peu documenté en terme de courbe. ça a plutôt l'air de ressembler à des pompes vide-cave .... du débit qui s'écroule ....


c) pour puit ... ce n'est pas un vrai puit, mais un puit réalisé lors des travaux de terrassement, pour être au sec , réalisé avec 2 anneaux de 1M de diamètres, au niveau du sol. maintenant fermé par une plaque d'égout en fonte, donc assez peu de possibilité de le creuser .... Comme, dans mon terrain, il y a beaucoup de sources, l'eau se stabilise à -40 cm, niveau des drains périphériques. Un trop plein à -30 cm est prévu pour évacuation directe à l'égout EP au cas où le niveau monterait ....

Mais intéressant, la t° de cette eau varie seulement de 13° à 15,5 ° rentre été et hiver. Donc l'eau du puit serait à 15,5° max, si je ne l'échauffe pas de trop ....

1 KW est certe faible, mais si je me souviens bien de mes calculs, il y a quelques années, les courbes me donnaient 1,8 KW avec de l'eau à 15,5° en entrée (si je me souviens, car mes documents sont archivés, et je suis en travaux).


d)question subsidiaire, si je veux faire des mesures avec l'existant, je peux soit :
-utiliser mon circuit de chauffage, j'ai accés aux T° départ et T° arrivée, mais comment mesurer le débit ou la perte de charge.
-le déconnecter, et utiliser une pompe, ou l'eau de ville pour l'alimenter, et le laisser couler en sortie. Je peux alors tracer la courbe débit-pression en fonction de l'ouverture du robinet ( manomètre à l'entrée + comptage d'eau ).
Cette solution serait assez aisée pour tracer la courbe de mon échangeur de plancher.

Quant à estimer l'efficacité de la réfrigération, puisqu'elle sera assez faible, je pourrais, cet été, utiliser temporairement une pompe d'arosage, et faire des essais et mesures ( débit, pression à l'entrée, T° du sol (efficacité refrigeration), T° ambiante, T° extérieure, noter la sensation de fraicheur ), avec mon eau à 15,5°.

Celà m'aiderais alors à décider si celà vaut la peine que je réalise cette boucle d'eau froide.

[chatelot16]

fais un essai avec la premiere pompe d'arrosage que tu trouve

met un tuyau a la sortie de ton plancher pour remplir un bidon et chronometre : ca te donnera le debitmesure la temperature de l'eau a l'entré et a la sortie du planché : tu aura de quoi calculer la puissance de refroidissement , et si le resultat est encouragant il sera temps d'ameliorer la pompe

[invite76532345]

Bonsoir Bob
Bonnes idées dans ce dernier message.
J'ai ajouté 2 commentaires sur le croquis (qui est je pense un préliminaire)
A suivre
Bonne soirée.

[BOB92]

Bonsoir à tous deux ,

et merci de vos idées .... un travail collectif fait toujours progresser....

OK pour réglages sur les collecteurs. Je ne les avais pas mentionné, mais ils sont bien présents, comme sur tout collecteur de chauffage.

J'ai vu également l'indication de section du tuteau d'arriver. Evidemment, ce n'est pas la peine d'augmenter encore la perte de charge.


Pour ce qui est des mesures, la saison ne s'y prète pas bien, ...... mais je vais voir si je trouve un créneau, et établir la courbe débit/pression pour confirmer les prévisions. Pour ce qui est des T° d'eau, c'est pas bien le moment, au vu des T° de l'environnement.

Merci encore à tous deux, et à bientôt pour des résultats, et l'affinage du projet.
Cordialement