Bois énergie: calcul volume d'un ballon tampon thermique
Publié : 08/11/07, 22:42
Voici une méthode de détermination du volume d'un tampon thermique pour une installation bois énergie. C'est empirique.
A) Estimation de la Puissance moyenne.
- Mesurez et calculez le volume de "chambre" de votre chaudière
Exemple avec notre DEOM: V = 0.05 m3
J'utilise des briquette de sciure donc:
- 1 m3 de combustible = 0.66 T et 1 kg de bois = 4.9 kWh
(voir https://www.econologie.com/pouvoirs-cal ... bustibles/)
- D'ou 1 m3 de combustible = 3230 kWh
- taux de remplissage en bois du volume de la chaudière lors du remplissage : 50%
- énergie contenue dans le bois: 3230 * 0.5 * 0.05 = 80.9 kwh
- puissance moyenne si la chaudière tourne 10h (chargement le matin à 9h et rechargement à 19h) : 80.9 / 10 = 8.1 kW moyen
- le poele est donné pour une puissance maxi de 15kW...donc ca colle puisque le taux de remplissage est de 50%...
B) Energie récupérable
- rendement combustion estimé 90%
- rendement échangeur estimé à 90%
- rendement gloabal de la chaudière donc: 81%
- énergie récupérable sur la "journée" : 80.9 * 0.81 = 65.5 kWh.
C) Energie stockable : quel volume nécessaire?
- maintient de la température à 80-90°C
- delta de température de travail maxi: 50°C (donc 40 ou 30°C temp. minimale)
- on aimerait pouvoir stocker 2 jours de chauffe soit 65.5*2 = 131 kWh (l'équivalent de la combustion de 15 à 16 L de fioul pour info)
- bilan thermique:
Energie = Volume * delta * capacité soit Volume = Energie/Delta*Cp
Cp= 4.18 kJ/°C. L d'eau
Energie = 131 kWh = 131 * 3600 kJ = 471 600 kJ
Delta = 50°C
Soit volume = 471600/(50*4,18) = 2250 L
Conclusion: c'est pas peu ...
C'est un volume important pour une puissance finalement assez faible, mais:
a) c'est dans le cas théorique ou aucune calorie n'est prélevée pendant 2 jours et aucune perte sur le circuit avant le tampon
b) c'est pour 2 jour complets (2 * 10 h) de chauffe ce qui est assez important!
c) il faut donc prendre cette valeur comme une valeur largement majorée! En effet: généralement on ne démarre pas sa chaudière à bois quand il n'y a pas de besoins...
--> Bref la méthode est à affiner avec des essais empiriques. Je pourrais en faire quelques un avec le montage que je suis entrain de réaliser...à suivre donc!
Edit après 14 mois d'utilisation: en pratique on est très loin de ce volume nécessaire. Les facteurs à corriger sont je pense:
- PCI du bois moins important
- Taux de remplissage inférieur à 50%
- Rendement de la deom inférieur à 81% (60 à 65% je dirais)
- Diverses pertes dans les tuyaux non isolé: - 5% disons
Pour estimer le rendement réel (pkoi j'y ai pas pensé avant?) Je vais peser une charge de bois et je regarderai l'évolution de la T° du balon ECS sur la même période sans tirer un litre d'eau chaude évidement. Ainsi on aura une idée du rendement réel effectif!
A) Estimation de la Puissance moyenne.
- Mesurez et calculez le volume de "chambre" de votre chaudière
Exemple avec notre DEOM: V = 0.05 m3
J'utilise des briquette de sciure donc:
- 1 m3 de combustible = 0.66 T et 1 kg de bois = 4.9 kWh
(voir https://www.econologie.com/pouvoirs-cal ... bustibles/)
- D'ou 1 m3 de combustible = 3230 kWh
- taux de remplissage en bois du volume de la chaudière lors du remplissage : 50%
- énergie contenue dans le bois: 3230 * 0.5 * 0.05 = 80.9 kwh
- puissance moyenne si la chaudière tourne 10h (chargement le matin à 9h et rechargement à 19h) : 80.9 / 10 = 8.1 kW moyen
- le poele est donné pour une puissance maxi de 15kW...donc ca colle puisque le taux de remplissage est de 50%...
B) Energie récupérable
- rendement combustion estimé 90%
- rendement échangeur estimé à 90%
- rendement gloabal de la chaudière donc: 81%
- énergie récupérable sur la "journée" : 80.9 * 0.81 = 65.5 kWh.
C) Energie stockable : quel volume nécessaire?
- maintient de la température à 80-90°C
- delta de température de travail maxi: 50°C (donc 40 ou 30°C temp. minimale)
- on aimerait pouvoir stocker 2 jours de chauffe soit 65.5*2 = 131 kWh (l'équivalent de la combustion de 15 à 16 L de fioul pour info)
- bilan thermique:
Energie = Volume * delta * capacité soit Volume = Energie/Delta*Cp
Cp= 4.18 kJ/°C. L d'eau
Energie = 131 kWh = 131 * 3600 kJ = 471 600 kJ
Delta = 50°C
Soit volume = 471600/(50*4,18) = 2250 L
Conclusion: c'est pas peu ...
C'est un volume important pour une puissance finalement assez faible, mais:
a) c'est dans le cas théorique ou aucune calorie n'est prélevée pendant 2 jours et aucune perte sur le circuit avant le tampon
b) c'est pour 2 jour complets (2 * 10 h) de chauffe ce qui est assez important!
c) il faut donc prendre cette valeur comme une valeur largement majorée! En effet: généralement on ne démarre pas sa chaudière à bois quand il n'y a pas de besoins...
--> Bref la méthode est à affiner avec des essais empiriques. Je pourrais en faire quelques un avec le montage que je suis entrain de réaliser...à suivre donc!
Edit après 14 mois d'utilisation: en pratique on est très loin de ce volume nécessaire. Les facteurs à corriger sont je pense:
- PCI du bois moins important
- Taux de remplissage inférieur à 50%
- Rendement de la deom inférieur à 81% (60 à 65% je dirais)
- Diverses pertes dans les tuyaux non isolé: - 5% disons
Pour estimer le rendement réel (pkoi j'y ai pas pensé avant?) Je vais peser une charge de bois et je regarderai l'évolution de la T° du balon ECS sur la même période sans tirer un litre d'eau chaude évidement. Ainsi on aura une idée du rendement réel effectif!