Tampon thermique à chaleur constante

[looping]

Bonjour

Christophe ayant évoqué le problème du tampon thermique de grande capacité sur un autre post , j'ai réfléchi cette nuit ( vous allez me dire , il a que ça à fou...celui-là ) et j'ai peut-être une solution , tout du moins théorique ( j'aime bien les inventions )


Qui dit grande quantité d'eau , dit également grande inertie mais malheureusement difficulté de faire remonter la température du tampon .
Imaginons un ballon isolé contenu dans un autre ballon , lui même isolé et contenu dans un autre etc...
On obtient un ensemble thermique dont la capacité calorifique globale dépend de la quantité et de la température de chaque réserve
Si la partie centrale est la plus chaude , les pertes éventuelles se produiront vers les volumes extérieurs , jusqu'au dernier , le moins chaud .
Pour réchauffer le tout , panneau solaire PAC ou chaudière , rien de plus simple , l'eau circule à travers un serpentin échangeur qui va de l'intérieur vers l'extérieur
Pour puiser les calories du tampon c'est l'inverse , l'eau froide arrive d'abord dans le volume le plus tiède , jusqu'au plus chaud

Le système ci-dessus a moins de capacité calorifique contenue que dans un seul tampon à 60° mais ce dernier étant difficile à chauffer et à maintenir à cette température , il doit y avoir un avantage en terme de stabilité de la température en sortie

Qu'en pensez-vous ?



A+

[nightrow]

plusieurs remarques en vrac :
- un échangeur c'est un général 10 spires de cuivres, si tu doit en mettre 10 par ballon, ca va commencer a faire cher (sans compter le prix des ballons)
- comment gérè tu les déperditions du ballon central ? Si tu ne chauffe que celui la, si la puissance est trop importante tu ne va chauffer qu'une masse réduite (le ballon du centre), et si la déperdition des ballons les un vers les autre est trop grande, tu perd ta chaleur ....
Tu peux aussi envisager de chauffer tous les ballons avec un circuit en parallèle du 1er mais alimenté dans l'autre sens.
- Je pense que ca coute beaucoup moins cher d'utiliser la stratification d'un ballon d'eau (la partie haute est la plus chaude)

[Christophe]

Y a de l'idée! Ce sont 2 ou 4 ballon en série si on veut non?

Mais en fait un ballon classique n'est-il pas déja un peu comme cela thermiquement (coeur + chaud que parois) ?

Comment seraient chauffés (et surtout maintenu) les différents ballons à des T° différentes? A part avec un chauffage exclusivement par le coeur je ne vois pas...

[Flytox]

Bonjour à tous

Effectivement il y a de l'idée le rendement de l'échange de température avec l'extérieur étant d'autant mauvais que la différence de température est faible. La conséquence , c'est que le volume chaud ( sur le dessin ) est plus faible que le volume froid, donc il faut prévoir une installation un peu plus volumineuse. Mais ne pourrait on pas obtenir un résultat approchant en multipliant par 3 l'épaisseur d'isolant ( pour la place perdue c'est pas mieux .... )

A+

[looping]

Bonjour

La première idée de ce type de ballon , c'est de pouvoir maintenir un volume d'eau plus chaude dans une grosse capacité
L'intérêt d'avoir une petite capacité à 60° utilisable et pour éviter la prolifération bactérienne
La capacité totale du tampon revient à un seul volume à 40°C mais c'est parfois insuffisant
J'ai parlé de tampon et non d'un ballon d'eau chaude , donc à priori pas de résistance électrique

Pour réchauffer le tampon , on fait circuler le fluide caloporteur de la réserve la plus chaude vers la plus froide , à l'inverse de ce qui est dessiné pour le réchauffage
On fait donc entrer le fluide à 60° et on le récupère à la sortie à 20° , prêt à être rechauffé . Le Delta étant important , on capte bien les calories du circuit de réchauffage .
Comme le dit Christophe , il s'agit du principe de ballons en série , type circulation à double flux
Pour les proportions , il est évident que les volumes dessinés ne sont pars optimisés ( le dessin n'est qu'une représentation du principe , si vous le trouvez nul améliorez-le )

2 ème étape : lorsque le ballon central est assez chaud et que l'on continue à chauffer , c'est le ballon à 40° qui va devenir le complément à 60° , celui à 20° complément à 40° etc...
Il ne s'agit pas de maintenir chaque réserve à la température indiquée ( pour l'exemple ) mais d'avoir une progression de capacité calorifique par progression et non par élévation lente de tout le volume

A+

[Christophe]

Ok y aurait un 2ieme échangeur "similaire" de chauffage alors?

Ton idée implique de devoir isoler chaque sous ballon sinon au bout de quelques heure avec une simple tole il seront quasiement à la même température.

C'est envisageable mais pas simple, faut voir donc ce qu'on peut gagner par rapport au surcoût. Envisager 2 ou 3 ballon en série revient donc quasiement au même thermiquement à la différence que les pertes ne passent pas d'un ballon à l'autre mais pour la raison précédente 3 ballon imbriqué cele ressemble de plus en plus à une fausse bonne idée...

De plus il est fort possible que l'eau chaude (utile) tendera à équibrer les température dans les 3 ballons. Autrement dit: l'eau chaude réchauffera le ballon le plus froid alors que c'est l'inverse qu'on veut...

Pas simple comme idée

[Remundo]

Salut Looping.

La capacité thermique de ton système ne dépend pas de la répartition de température dans ton système.

J'ai l'impression que tu confonds capacité thermique et énergie thermique stockée.

Pour que ton système fonctionne, il faut impérativement chauffer le centre par un apport extérieur.

Pour l'isolation thermique, il faut:
- d'une part des couches d'isolant, le meilleur étant une atmosphère hyper raréfiée
- des miroirs qui réfléchissent le rayonnement thermique du centre chaud vers... le centre chaud...

Dans cette optique là, ton idée multicouche me semble possible, bien sûr.

Bonne cogitation

@+

[looping]

Bonjour

Réponse à Christophe

Ok y aurait un 2ieme échangeur "similaire" de chauffage alors?

oui le même que pour le prélèvement de calorie mais avec circulation inverse

Ton idée implique de devoir isoler chaque sous ballon sinon au bout de quelques heure avec une simple tole il seront quasiement à la même température.

oui c'est écrit dans mon 1er message , sinon il est évident que ça n'a aucun intérêt
L'isolant sert à conserver une graduation de la température de chaque ballon

3 ballon imbriqué cele ressemble de plus en plus à une fausse bonne idée...

Je n'ai jamais dit que mon idée était bonne
L'intérêt d'avoir les 3 ballons en un , c'est uniquement pour limiter les pertes vers l'extérieur , surtout pour le ballon le plus chaud , mais dans la pratique cela reviendrait à loger les ballons dans une même pièce , le plus chaud au centre et les autres autours

J'ai l'impression que tu confonds capacité thermique et énergie thermique stockée

OK pour remplacer capacité calorifique par qté d'énergie stockée sous forme de chaleur dans l'eau

L'énergie stockée dans un seul ballon de 300l à 40° est la même que dans 3 ballon de 100l chacun , le premier à 20° , le second à 40° et le 3ème à 60 °
Par contre , en utilisation , la température exploitable n'est pas la même , c'est là le point essentiel de ma démonstration ( pas très convainquante apparemment )

A+

[Christophe]

Par contre , en utilisation , la température exploitable n'est pas la même , c'est là le point essentiel de ma démonstration ( pas très convainquante apparemment )

Tout à fait...sauf si tu pars d'eau froide à 1 ou 2°C ou je pense que la différence sera très faible...

Mais au niveau dimensionnement de l'échangeur ca sera un peu la folie car il faudra veiller à ce que l'ECS qui sorte d'un échange N soit plus froide que l'échangeur N+1...

De plus j'ai testé pendant un mois le chauffage d'ECS via un échangeur de ballon solaire (voir schéma DEOM version une) et ca marche pas bien...(très chaud au début puis froid)...

Pour que ca marche il faut un échangeur hydrostatique avec une grande surface d'échange (style groupe aérotherme). C'est évidement faisable dans ton cas mais ca augmentera encore le cout...

[looping]

Bonjour

Après quelques recherches voici un produit qui illustre la solution 2 ballons en 1
Le ballon central est équipé d'une résistance pour l'ECS
Le ballon extérieur est un tampon pour le chauffage
Il existe avec 1 ou 2 échangeurs

Par contre , lorsque la résistance se déclenche pour faire l'appoint de l'ECS , je ne sais pas ce qui empêche les calories de migrer vers l'eau extérieure du circuit de chauffage qui n'en a pas besoin

Site apper-solaire

A+