VMC: fabrication récupérateur de chaleur double flux

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mich
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par mich » 22/11/10, 12:03

bernardd a écrit :
mich a écrit :je l'ai mis sur l'évacuation de ma douche et ça réchauffe l'eau froide, par contre il faut un bon robinet thermostatique.


Merci, très bonne idée.

Pourquoi un bon robinet thermostatique ?

Sinon, en utilisant l'échangeur à plaques plastiques, pourrais-t-on mettre l'eau d'un coté et l'air de l'autre coté ?

mich a écrit :1 échangeur sur fumée, je te le déconseille pour des raisons de sécurité. car une fuite d'eau n'a jamais tué personne, mais un echangeur sur fumée qui se bouche oui c'est dangereux.


Je sais cela, c'est seulement pour un bon poêle à granulé, sans suie, et qui dispose d'une sécurité sur le débit d'air sortant. Il y aurait bien sûr un filtre avant l'échangeur.

Peux-tu m'aider à dimensionner l'échangeur plastique pour cet usage ?


le problème des plaque de l'échangeur plastique(polypropylene), c'est que ça se colle mal. la seule colle qui conviennent coûte 20 euros le tube. et faire l'étanchéité coté eau au niveau des connexions difficile. et d eplus l'échangeur va se déformer car pression coté eau différente que du cote air.

pour l'échangeur fumée, il me faut des données, débit, température fumée et température de l'air à réchauffer (se placer dans le cas le plus mauvais)
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chatelot16
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par chatelot16 » 22/11/10, 13:19

pour la fumé ca va forcement s'encrasser et condenser , et pas condenser que de l'eau : goudron et acide

je prefere prendre les devant , gros melange d'eau avec la fumé et ensuite recuperation de la chaleur de cette l'eau : l'avantage est de pouvoir rajouter de la soude ou de la chaux dans cette eau pour ne pas quelle devienne acide , et meme du detergent pour rendre tous ce bazar autonettoyant ... grace a ce melange d'eau la temperature est tout de suite descendue en dessous de 100° donc pas de probleme de materiaux

si la temperature finale est suffisament basse la condensation apporte de l'eau eau systeme

evidement il n'y a plus aucun tirage naturel possible , inutile d'utiliser la cheminé d'origine : evacuation par un simple tuyaux en pvc , beaucoup plus petit qu'une cheminé ... et garder la vraie cheminé comme secours en cas de panne

il est possible d'utiliser une pompe a eau pour faire le tirage : venturi

autre avantage : la majorité des NOx est absorbé dans l'eau ... il n'y a plus aucun inconvenient a laisser le temperature du foyer monter le plus haut possible pour le meilleur rendement

de nombreux polluant du bois sont dangereux dans l'air , mais absolument sans danger dissous dans l'eau
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dedeleco
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par dedeleco » 22/11/10, 16:53

Votre échangeur mich de belle surface 30,86m2 (1/4 à 1/5 de la maison je pense !) a un rendement côté dedans :1- (21°C-19°C)/(21-(-4))=1-2/25= 92% ou dehors 1-(-1,4-(-4))/(21-(-4))= 89%

est très bon grâce à la surface quasi maximum possible (sauf surface astronomique).
La performance à admirer est de le faire passer à travers la trappe des combles 50x50cm
et donc les 71 plaques de surface totale 0,59x0,45x71=18,9m2
à acheter si on ne peut pas récupérer quasi gratis (???) des panneaux publicitaires.

La distance entre les plaques est de environ 50/72=0,7cm ou moins vu que mich parle de 142 canaux d'échange avec 71 plaques (qui semblent à double parois) une distance de 0,35cm assez faible et donc la surface d'échange semble soit 18,9m2 ou le double 37,8m2 ????????????????
Enfin comment ont été réalisées les connexions entre ces 71 plaques est intéressant à connaître, vu les variantes possibles. Sont elles toutes en série avec cloisons ou plutôt en parallèle ou un mélange des deux et quelle est la longueur d'échange de chaque canal ????
A priori en série vu que la puissance d'échange croit avec la vitesse de l'air.
La puissance de 1KW avec 1°C d'écart ente la plaque de 1°C (90% de rendement et 2°C/2 pour un canal) donne avec la surface d'échange 1000W/30,86m2=32W/m2°C avec la courbe pour plaques donnée sur
https://www.econologie.com/forums/post176433.html#176433
pour une épaisseur de 0,5cm<0,35cm ici, impose une vitesse minimale d'air de 6,5 à 7m/s pour l'air !!

Le débit est de 130m3/h/3600=36l/s et pour une distance entre parois d'un canal de 0,35cm donne avec une section de canal 45x0,35=15,75cm2 si tout est en série, une vitesse d'air 32l/s/15,75cm2=22,2m/s !
Donc par rapport à la vitesse de 7m/s nécessaire minimale, on peut mette au maximum des paquets 22/7=3 plaques en parallèle eux en série pour diminuer au maximum par 3 les pertes de charge de pression du à la vitesse de l'air réduite par 3, pertes pas négligeables pour une section de passage de 15cm2 assez faible.
Donc cet échangeur est proche de l'optimum en se basant sur les courbes plaques.
En fait vu que la puissance de l'échangeur (sur la courbe plaques) croit avec la vitesse de l'air à peu près linéairement, ce qui limite ce sont les pertes de charges et la puissance du ventilo efficace (?????) qui ne doit pas dépasser 1/10 celle de l'échangeur, sinon, ce serait absurde de dépasser en électricité presque autant que la puissance de l'échangeur.

Si on est obligé d'acheter les plaques à 10€ au moins la plaque dans le commerce, le prix du matériel sera de 710€ plus la boite on approche des 1000€ minimum?????
Si le prix des plaques est plus élevé le prix peut doubler??

Donc on est curieux de plus de détails car probablement d'autres seront ainsi heureux d'éviter des erreurs faciles à faire.
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mich
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par mich » 22/11/10, 17:51

dedeleco tu as l'air d'être très technique donc, je peut me lâcher.

surface utile 30.86m²
je précise (et l'astuce est là par rapport à un échangeur du commerce) c'est que je suis à contre courant et non pas à courant croisé)
j'ai 141 canaux (chaque plaque est espacé de la suivante par une bande de plaque de largeur 8mm)
epaisseur de 3mm par canaux donc environ 425mm
les plaque sont collé par double face.
j'ai une seule passe de 71 canaux. longueur d'un canal 590mm.
vitesse 0.39 m/s coté chaud et 0.41 m/s côté froid.
par contre sur la partie perte de charge et efficacité (pas rendement) tu es à côté du sujet (désolé de la remarque mais ce n'est pas méchant). je peut détailler si tu veux
Prix de la plaque environ 6€ le m² donc 120 euros car il faut 71 plaques et on utilise les 2 côtés.
le bois pour le caisson environ 30 euros
2 vmc autoréglable 120 euros

je mettrai des photos dès que possible. j'ai un plan 3D mais je ne peut pas mettre ce type d'extension le forum le refuse.
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par dedeleco » 22/11/10, 20:19

Le commerce vend aussi à contre courant.
Donc tous les canaux en parallèle à contre courant, à tour de role en sens opposés, donnent un minimum de perte de charge, pour la distance fixe entre plaques, mais le flux thermique à faible vitesse de 0,4m/s vu les courbes et valeurs de convection sur plaques fin chapitre 2-3
http://www.unige.ch/cyberdocuments/thes ... these.html
va être faible sans le gain important du à la turbulence, soit de l'ordre de, celui de la conductivité thermique de l'air sans turbulences comme pour les doubles vitrages avec 3mm/2 de distance moyenne d'échange entre l'air et les plaques avec 3mm entre plaques!!
soit 0,027W/m°C/(0,003m/2)=18W/m2°C et avec la surface de plaques de 71x0,59x0,45=18,8m2 d'échange par sens d'écoulement [chaque plaque est entre deux sens d'écoulement opposés et donc ne compte que une fois pour un seul sens ou autrement dit, une face de plaque reçoit de la chaleur de l'air 1°C plus chaud et de l'autre côté la redonne à l'air plus froid aussi de 1°C et par canal à sens donné (chaud par exemple) il y a double surface de plaque mais il n'y a qu'un canal sur deux avec ce sens d'air chaud ce qui fait que la surface d'échange par sens de mouvement d'air (plus chaud par exemple) n'est que la surface des plaques soit 18,8m2 pour être précis ] qui avec 1000W indiqué de puissance d'échange donne 1000/18,8=53W/m2 bien élevé pour la vitesse d'air et aussi par rapport à la conductivité thermique de l'air qui donne une puissance de 18,8m2x18W/m2°C=338W.
Enfin je ne comprend pas la surface 30,86m2 avec les plaques pour un seul sens de canal (71 plaques, 70 canaux et 35 canaux par sens d'écoulement donne bien par canal une surface 590x450x35x2=18,851m2 en oubliant les bandes de plaque de 8mm de largeur en entretoise d'espacement ?????????

D'autre part, en regardant le débit officiel de votre ventilo et la chaleur de l'air à transférer de -4 à 21°C soit 25°C (et en sens inverse en sens opposé) avec une différence de T de 2°C entre les deux flux à contre courant, on obtient avec 130m3/h théorique écrit sur le ventilo soit 36l/s et la chaleur spécifique de l'air 1118J/m3°C pour 25°C de chauffage 1118x25x0,036=1065W en accord avec ce que vous déclarez.

Mais si vous n'avez pas mesuré le débit réel d'air effectif dans votre système réel, et si vous vous contentez de la valeur écrite sur votre ventilo
Débit Entrée 130m³/h en petite vitesse(obtenu sur la doc de mon ventilo)

Si le modèle est valable, je doute de ce débit et probablement avec la charge il est réduit par 3 et de même pour la puissance réelle ????????????????
D'autre part quelle est la puissance mesurée réellement de votre ventilo ?? Car avec la charge d'air à faire passer, elle augmente plus ????
Tant que on ne mesure pas, on n'est pas sûr des valeurs de fonctionnement.

Il est important de bien préciser pour un problème qui n'est pas simple et votre réalisation est un test et un point de repère utile si tout a été mesuré et clair.
Cela permet aussi de tester les valeurs théoriques un peu partout sur internet.
En particulier l'optimum d'échangeur n'est pas évident du tout, laminaire presque sans turbulence (votre cas), ou surtout turbulent à grande vitesse d'air, en parallèle ou en série, etc..
On ne voit rien d'indiqué par les professionnels et rien n'indique s'ils ont recherché un optimum et avec quelles critères.
C'est pour cela que j'essaye de préciser.
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par mich » 23/11/10, 08:38

je vais préciser une chose, je travaille pour une société qui fabrique des échangeur à plaque pouvant aller jusqu'à 1000m². j'ai utiliser un logiciel de dimensionnement d'échangeur.

j'ai 30m² d'échange car l'air chaud passe à l’intérieur de la plaque et j'ai de l'air froid au dessus et en dessous donc j’échange de chaque côté de la plaque.
de plus tu fait le calcul à l'envers, on calcule la puissance et on ne part pas de la puissance pour calculer l'échangeur. les données de départ sont les débits et les températures. mon débit est juste car j'utilise une vmc auto réglable càd avec débit constant qui est monté à l'entrée de l’échangeur et surtout j'ai un échangeur avec peu de perte de charges.
Avec l'air on a pas ou peu de problème de régime laminaire. surtout avec un écartement de plaque de 3 mm et une épaisseur de plaque de 0.2mm.
conductibilité du polyethylene: 0.036kcal (par exemple l'inox=14kcal)
reynolds chaud 162
reynolds froid 174
coef d'echange global 14 kcal/m².h.°C
DTLM corrigé 2.304°C

principe de ma plaque à contre courant:
Image
Le trait noir représente l'entretoise de 8mm de large par 3mm d'épaisseur.
Vue d'ensemble 3D:
Image

Image
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par shortsircut » 14/12/10, 19:46

Mich ton système m'interresses plus que beaucoup!!!
Je te felicite déja du boulot que tu as fournie..
Aurais tu des schémas, plans avec cotes, type de matériaux et type de fourniture pour faire la même chose!!!
Comment à tu prévus l'évacuation des condensats et comment prévenir l'apparition de moisissures dans le caisson du fait de l'humidité des condensats?
Tout le necesaire est t'il disponnible facilement et quel est le cout total de ton installation?
Merci d'avance pour tes réponses
ShortSirCut
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par zorglub » 14/12/10, 20:07

mais un echangeur sur fumée qui se bouche oui c'est dangereux

c'est pourtant ce que j'ai réalisé
d'abord , le liquide est prechauffé dans un ventilo convecteur qui aspire l'air chaud - ceci evite la condensation dans cheminée
le serpentin dans la cheminée fait 15 m et depuis 3 ans de fonctionnement je n'ai jamais eu de problèmes de colmatage ; le diametre d'enroulement est 125 mm le tube de 12/14 mm
l'eau ressort a 30 degrés et rechauffe l'ecs et l'air frais pulsé à l'interieur . dans le cas de cette réalisation il est primordial de vérifier la depression dans la cheminée
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chaque matin regardez vous , nu , dans une grande glace , au bout de 3 minutes vous verrez que votre intérieur et pire que votre image ......
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par mich » 15/12/10, 11:23

shortsircut a écrit :Mich ton système m'interresses plus que beaucoup!!!
Je te felicite déja du boulot que tu as fournie..
Aurais tu des schémas, plans avec cotes, type de matériaux et type de fourniture pour faire la même chose!!!
Comment à tu prévus l'évacuation des condensats et comment prévenir l'apparition de moisissures dans le caisson du fait de l'humidité des condensats?
Tout le necesaire est t'il disponnible facilement et quel est le cout total de ton installation?
Merci d'avance pour tes réponses
ShortSirCut


Les coûts ont été donné un peu plus haut. l’évacuation des condensat ce fait par gravité naturelle, et pas de problème de moisissure car toujours ventilé donc l'intérieur de l’échangeur reste sec.
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MANU / EDEN Skimboards
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par MANU / EDEN Skimboards » 27/12/10, 12:53

Bonjour,
j'ai en projet un échangeur air/air pour la ventilation de mon atelier de fabrication de skimboard (Eden skimboards, à Bordeaux) et j'en étais arrivé à la même solution que MICH, mais en plus grand.

J'aurais quelques questions pour m'aider à dimensionner le machin...
La difficulté est que pour aérer un local de presque 100 m² avec des odeurs fortes (styrène) j'ai une aération continue bien plus puissante qu'une VMC. Je dois faire une mesure de débit approximative avec un anémomètre à hélice d'ici peu (quand je le recevrais).

Mes questions principales:
- quelle est la vitesse (m/s) maxi souhaitable dans l'échangeur (à plaques plastiques comme MICH), afin d'éviter les pertes de charges et permettre un bon échange thermique ?

- quel est le rapport débit (m3/h) / surface d'échange (m²) pour un bon rendement ?

J'ai l'impression qu'on peut raisonner aussi en fonction du "temps de contact" entre les 2 flux (entrée/sortie), non ??
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