Chauffe-eau

[djodjo44]

Bonjour,

Je fais appel à vous car je n'ai pas de piste de recherche.

Voilà le problème : je veux chauffer un débit de 400ml d'eau par minute, de 5 à 42°C, avec une puissance de 1200W. Quelle surface de cuivre dois-je mettre en contact avec l'eau pour avoir le meilleur rendement, sachant que les 1200W seront uniformément réparties sur cette surface ?
La puissance de 1200w est-elle trop faible ?
Naturellement l'eau chauffée sera considérée comme n'ayant pas de transfert de chaleur avec l'air ambiant.
De plus, si la surface de cuivre pouvait être cylindrique cela n'es serait que mieux.

Merci par avance pour vos réponses.
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[f6bes]

Bonjour à toi,
Que signifie pour toi...."meilleur rendement" ?
Hum tu penses que pour chauffer ....400 millilitres il faille une telle puissance ?
Mais pourquoi pas !
Reste un critére NON dit :...quel temps te donnes tu pour chauffer ton eau , et QUEL volume à chauffer ?
Plus ta surface sera importante , mieux sera le transfert.

Ce QUOI qui va chauffer ton eau ? ( résistance électrique, liquide caloporteur= vue que tu causes de ...tube de cuivre )

Bonne journée

[PIXEL]

quel est le but de la manip ?

commence à calculer le nombres de watt-heure necessaires pour chauffer 400 grammes d'eau de 37°.

[invite2313209787891133]

Bonjour

Pour te donner une réponse il faut surtout connaitre le système que tu comptes utiliser pour chauffer cette eau.
A priori ça ne peut que fonctionner, car il faut 1031W pour faire ce que tu demandes, donc si tu injectes 1200W dans une résistance elle va monter en température jusqu'à ce que toute son énergie soit cédée ; la vraie question qu'il faut se poser c'est de savoir à quelle température maximum elle peut monter sans être endommagée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[djodjo44]

Merci pour vos réponses.

Le chauffage se fera par résistance électrique, si possible du fil de cuivre.
C'est la raison pour laquelle, la température du fil de résistance doit être le plus bas possible de façon à ce qu'il ne se détériore pas.

J'ai déjà réalisé une chaudière à base de bougies de préchauffage de moteur diésel. Le rendement était inférieur à 90%. Ce qui parait incompréhensible puisque les bougies "baignaient" dans l'eau. Ces bougies montaient peut-être trop en température, ce qui créait des bulles à leurs surfaces d'où perte de rendement.

Le but de la nouvelle chaudière est d'augmenter ce rendement

[f6bes]

Bonjour à toi,
Et tu l'as mesuré comment....ton rendement? De quelle façon ?
Toute l'énergie électrique est transformée en calories ( forcément).
Donc si ton "rendement final " est mauvais c'est qu'il y a des PERTES calorifiques...non maitrisées.
Bonne journée

[invite2313209787891133]

Utiliser du fil de cuivre en guise de résistance ne me semble pas une très bonne idée ; est ce que tu as calculé la longueur et la section de fil qu'il te faudrait ?

[djodjo44]

Le calcul du rendement a été faite de la façon suivante :
pour l'électrique : un muti-mètre pour la tension et une pince ampère-métrique.
pour l'eau : une mesure de débit avant l'essai une autre après, pour voir si il a varié de beaucoup, pour la température un thermo-mètre dans l'eau chauffée.

Pour les calculs, le classique , P = U*I, P= U2/R et R = (ro*L)/S, P étant la puissance, U : la tension, R : la résistance, ro : la résistivité, L : la longueur, et S : la section.

Toute l'énergie électrique est transformée en chaleur, certes, mais les transformations de l'eau en vapeur et de la vapeur à x degrés en eau ont-elles chacune un rendement de 1 ?

[invite2313209787891133]

La différence vient de la dissipation vers l'extérieur. Pour améliorer le rendement il faut simplement une meilleure isolation.

[djodjo44]

Si les premiers essais, ont été réalisés sans isolation, les derniers ont été faits, avec comme isolation de la mousse à tuyauterie. Le matériel étant bien emmailloté dans l'isolant. Le rendement n'a pas fait un bon phénoménal. Je n'ai gagné que 3 à 4%.
Le fait est que le rendement est très loin des 100%.

[invite2313209787891133]

Le calorifuge utilisé n'était peut être pas performant, ou tu as peut être fait des erreurs dans tes mesures. Le fait est que toute l’énergie injectée dans la résistance se transforme en chaleur, c'est une règle fondamentale de la physique.

[f6bes]

S Je n'ai gagné que 3 à 4%.
Le fait est que le rendement est très loin des 100%.

Bnjour à toi,
C'est déjà pas mal d'avoir gagné 3 à 4 %.
Tu n'atteindras JAMAIS les 100 %.
Connais tu la régle des 20/80 qui veut qu'avec 20% de "moyens" on puisse améliorer de ..80%.
Pour gagner (presque) les 20% manquant faut investir 80%.
C'est "gratter" les derniers % qui coutent le plus !!
Bonne journée

[djodjo44]

Bonjour,

Non, je ne connaissais pas le règle des 80/20.

C'est pour gratter les derniers % que je fais appel à vous.
Je ne voudrais pas partir sur une mauvaise piste avec par exemple le choix d'une surface d'échange trop petite qui ferait perdre 20 à 30% de rendement.

[invite2313209787891133]

Pour t'orienter vers une piste d'amélioration il faut donner plus d’informations ; quel système penses tu utiliser en détail ?

[eausolaire]

Il manque en effet quelques élément pour répondre.

[djodjo44]

Bonsoir,

En y réfléchissant, je vais extrapoler mes besoins à partir d'une bouilloire électrique, en prenant : le volume d'eau, la puissance électrique, le temps pour arriver à ébullition, la surface de chauffe en contact avec l'eau, les différences de températures, .......

Pour ce que j'envisage tous les matériaux serait en cuivre.

Merci, de vous être penchés sur le problème.