Sujet: Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 19/01/2020 00:06
Par : fiedia
Après deux saisonx d’optimisation de mon vieux poele Godin avec une cloche de recuperation de fumées, je passe au batchbox comme source de chaleur.
Un batch box dans la cuisine alimentera une première cloche aussi petite que possible pour laisser de la chaleur à restituer dans une deuxième cloche se situant dans la pièce adjacente. Le batch box devrait permettre d’obtenir une fumée bien plus propre et éviter la création de suie et créosote dans les cloches.
Vue d’ensemble :
Le design de la cloche adjacente est posté ici : http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=5769
Le cœur, le batch box en briques réfractaires :
Première peau avec les rangs supérieurs en brique réfractaire :
Deuxième peau en briques de récupération:
Modèle Sketchup :
batch box 125mm et deux cloches brique
Question 1 : Comment jointer les briques réfractaires pour pouvoir les réutiliser ?
Je voudrais réutiliser les briques réfractaires pour mon projet final dans une ou deux saisons et je pensais jointer ces dernières avec soit de l’argile soit de la superwool. Avez-vous des conseils ou propositions ?
Question 2 : Qui a essayé de la vermiculite pour isoler le batch box ?
Afin d’éviter la contamination du four intégré dans la cloche par des fibres de superwool, je propose d’utiliser de la vermiculite entre les parois du cœur de chauffe et de la cloche. Je crains des problèmes de tassement au fil du temps et de dilatation malgré la compressibilité de la vermiculite. Avez-vous déjà essayé de mettre de la vermiculite entre les peaux d’une cloche ?
Vermiculite autour du Coeur de chauffe :
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 19/01/2020 10:44
Par : Pascal B.
Super ce nouveau projet B)
1. Coulis réfractaire (Chamotte + Argile) ou argile pure pour pouvoir démonter le tout. Voir les livres
Rocket stoves et
Révolution. Attention à la fragilité des assemblages et de la construction.
2. Il n'est pas nécessaire et même contre productif d'isoler la chambre de combustion d'un batchbox
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 20/01/2020 09:38
Par : fiedia
Merci Pascal,
Ok, je pars pour de l'argile. La construction sera fragile mais c'est du provisoire qui doit durer une ou deux saisons.
Je pensai à la vermiculite autour de la chambre de combustion pour stabiliser cette dernière (j'utilise des briques de 3cm sur chant) et aussi pour étanchéifier cette dernière et contrôler l'arrivée d'air primaire.
Après quelques essais sur un prototype en béton cellulaire, il m'a paru important de contrôler l'arrivée d'air primaire afin d'éviter une combustion trop intense. Quand la température du heat riser atteint 1000°C, la box dégage une fumée noire sans doute due à une double combustion insuffisante. Aurais tu la gentillesse de m'expliquer pourquoi c'est contre productif d'isoler la chambre de combustion ?
En ce qui concerne le heat riser, Il est important de l'isoler, non ? Vois-tu un inconvénient à remplacer la superwool que je vois dans plusieurs vidéos, par de la vermiculite ?
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 21/01/2020 01:25
Par : Pascal B.
Lorsque tu isoles la chambre de combustion d'un batch la température peut devenir trop importante et le feu peut s'emballer. La conséquence tu l'évoques, il y a une trop grande production de gaz qui ne seront pas brulés et donc apparition de fumées noires.
Par contre isoler la cheminée est complètement indiqué pour favoriser la "double combustion". Peu importe le matériau utilisé.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 21/01/2020 16:13
Par : fiedia
Merci Pascal, je comprends.
Ca veut dire que le design qui consiste à mettre la chambre de combustion dans la cloche n'est pas idéal. Peut-être que je devrais revoir mon projet et la mettre devant la cloche... pas bonne nouvelle.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 22/01/2020 01:56
Par : Pascal B.
Rien ne t’empêche de placer le cœur de chauffe dans une cloche sans l'isoler
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 22/01/2020 20:30
Par : fiedia
Très bien. J'avance donc avec la chambre de combustion en bas de la cloche et sans isolation entre les parois de ces dernières.
Merci pour ton aide.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 12/02/2020 20:13
Par : fiedia
Nouveau design pour ce projet de batch 125mm.
modèle sketchup :
http://www.ecologie-pratique.org/mediagallery/media.php?f=0&sort=0&s=2020021219364298
1) Heat riser octogonal : après quelques essais avec un prototype en béton cellulaire (bon pour une dizaine de flambées avant que les blocs ne se fissurent et se délitent), je remarque que la double combustion est bien plus efficace avec un heat riser de section circulaire que carrée. J’opte pour une section octogonale en briques réfractaires 32 % d’alumine.
Vue d’enxemble
Heat riser dernière couche
Heat riser couche -1
heat riser couche-3
2) Plus de masse : la dernière cloche avait une masse 500 kg. La température de peau passe de 55°C à 30°C pendant la nuit. J’aimerais tester le stockage de chaleur en augmentant l’épaisseur de la deuxième peau, Cependant, la température extérieur de la cloche met 2 à 3 h avant d’atteindre une température suffisante pour chauffer la pièce. Ce déphasage sera empiré par une peau plus épaisse. Je teste donc une variante avec une deuxième peau 4 fois plus épaisse sur la moitié arrière de la cloche. L’autre moitié garde des épaisseurs minimales afin de limiter le déphasage
Températures mesurées sur la cloche existante (parois 2 x 5 cm). En rouge, la température de la première peau à l’intérieur de la cloche. Orange, température de l’autre coté de la première peau, en rose la température face intérieure de la deuxième peau. En bleu, température extérieure de la deuxième peau.
3) Utilisation du dernier design de cadre de porte mis au point par Peterberg sur DSR 2ème génération : admission d’air primaire sur les côtés de la chambre de combustion à travers le cadre de la porte.
Fichier sketchup :
http://www.ecologie-pratique.org/mediagallery/media.php?f=0&sort=0&s=20200212193645770[url]
utiliser les caches (layers) pour voir les différents plans.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 12/02/2020 21:56
Par : fiedia
réalisation de la porte
cadre assemblé :
admission d'air primaire :
cadres des vitres :
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 13/02/2020 04:08
Par : Pascal B.
Super ton projet avance bien B)
Une solution avancée pour le heat-riser est une forme arrondie à l'arrière uniquement sur la hauteur du port. Le reste carré.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 18/02/2020 16:51
Par : fiedia
Sur le proto en siporex, j'ai testé la configuration décrite par Peterberg ici :
http://batchrocket.eu/fr/plans. avec le fond octogonal sur la hauteur du port.
J'ai aussi testé avec un Heat Riser cylindrique en insérant un tube en galva :
J'ai eu beaucoup plus de difficulté à obtenir une bonne combustion dans la première configuration.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 20/02/2020 03:05
Par : Pascal B.
Dans les mêmes conditions de combustion (météo, qualité et quantité de combustible) ? Et tes résultats mesurés avec un analyseur ?
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 20/02/2020 07:57
Par : fiedia
météo identique, plusieurs essais avec différents types de combustibles. Sans aller jusqu'à utiliser un analyseur, la température dans le heat riser, la fumée dégagée, le double vortex sont déjà de bon indicateurs.
Je ne dis pas que la configuration carrée ne marche pas, j'ai juste comparé les deux. le HR cylindrique a bien mieux marché.
Pour être critique sur ma comparaison, un élément sans doute non négligeable, j'ai rempli le vide entre le tube et le siporex avec de la vermiculite. Je suppose qu'une plus faible inertie thermique et une meilleur isolation doivent favoriser aussi le démarrage de la double combustion.
Je préfère opter pour un HR octagonal car c'est un compromis qui demande certes plus de coupe mais autant de briques qu'un HR carré. Un peu plus de temps mais pas plus d'investissement.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 20/02/2020 14:30
Par : Pascal B.
Merci pour ton retour.
Une précision de sécurité : pas de galva en contact avec le feu, c'est extrêmement nocif.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 02/03/2020 09:10
Par : fiedia
Assemblage de la porte terminé :
détail du système de fermeture copié sur Peterberg. impresionnant comment ça serre bien.
détail du montage des vitres. le cadre intérieur est inséré dans les triangles soudés sur les coins inférieurs du cadre principal. Un morceau de clou est glissé dans deux trous percés à travers le montant supérieur de chaque cadre La vitre est bien plaquée mais peut être glissée à la main.. On verra comment ça supporte la température.
Les bas des montants sont obstrués afin que l'arrivée d'air ne puisse se faire que par devant.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 27/12/2020 12:43
Par : fiedia
Salut Pascal,
Je dois encore travailler sur les mesures précises de températures. Il fonctionne très bien.
Combustion parfaite. Quand j'ouvre la porte du four, pas de fumées. Il faut être vigilant au début de la flambée.
Plateau à 800°C dans le HR pendant 30 à 60 mn suivant le chargement.
La première cloche monte à 80°C (point le plus chaud de la surface extérieure).
Cependant, comme prévu, il est sous dimensionné. Ça chauffe pas assez. mais le matin, on sent la différence, fini les 12°C.
Autre point noir, les fumées qui sont transférées à la deuxième cloche ne sont pas assez chaudes pour chauffer la deuxième pièce.
La deuxième peau monte à peine à 40°C. J'ai retiré la peau extérieur mais je dois encore rebrancher les thermocouples.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 17/12/2020 09:04
Par : fiedia
Montage :
Montage à sec du foyer du heat riser et de la peau intérieure.
Découpe des briques 32% d’alumine pour former l’octogone intérieur du HR
montage à sec de la deuxième peau
montage du batch block à l’argile :
Le support monté au mortier d’argile + sable tamisé. Une plaque de fonte soutient le linteau en briques.
sole du foyer et du HR :
parois du foyer + floor channel
premier étage du HR :
ajout de vermiculite entre le HR et la première peau :
HR deuxième étage :
les panneaux sont utilisés pour garantir le jeu entre les différentes parois, ils sont enlevés une fois les briques montées :
porte et deuxième peau :
evacuation des fumées et troisième étage du HR
Fermeture de la première peau :
Fermeture de la deuxième peau :
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 26/12/2020 15:15
Par : Pascal B.
Superbe ta réalisation :)
Comment fonctionne t-il ? :
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 13/05/2021 12:33
Par : fiedia
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 10/05/2021 18:36
Par : fiedia
Retour d’expérience concernant la construction (materiaux et ajustement) :
- Briques : pas de dommage visible. Les joints larges en argile sont craquelés, les fins restent étanches.
- Acier : pas de dommage visible sur le floor channel, même sur la bouche près de l’entrée du HR. La porte est intacte, pas de déformation.
- Vitres : la vitre du foyer est restée relativement propre après une saison complète. Les deux arrivées d’air primaire de chaque côté du cadre de la porte semblent être efficaces pour éviter le dépôt de suie sur pratiquement toute la vitre.
- Mesures : sur plus de 50 points de mesure, 3 thermocouples et 1 amplificateur sont HS.
Améliorations à apporter pour le prochain design:
- Laisser plus de jeu entre les briques inclinées au bas du foyer et le floor channel. Ce dernier se remplissant de cendres, j’ai dû desceller des briques pour pouvoir le retirer et le vider.
- Il restait un léger excès d’huile de lin sur la porte quand je l’ai montée. Celui-ci s’est liquéfié puis solidifié pendant les premiers feux, résultant en d’horribles coulures. J’essuierai plus consciencieusement la prochaine porte.
-
Redondance des points de mesure : mettre systématiquement 2 thermocouples à chaque point de mesure. Ils ne coûtent pas très cher mais on ne peut pas les remplacer quand ils cassent ou vieillissent.
Retour d’expérience sur la qualité de la combustion et son rendement :
Grâce à ce nouveau poêle, je n’ai pas eu à acheter de bois cet hiver. J’ai pu brûler tous types de bois. Beaucoup de chutes qui trainaient autour de la maison depuis des années et aussi du thuya coupé il y a deux ans. Ce prototype m’a coûté autant que ce que j’aurais dû payer en bois de chauffage cet hiver.
Démarrage du feu :
- Sur poêle froid : on atteint 700°C dans le HR en moins de 10 minutes en allumant un petit feu au fond du foyer à partir de carton et de petit bois.
La totalité du combustible est alors posée devant ce mini foyer.
La porte est alors laissée légèrement ouverte jusqu’à ce que la température du HR atteigne 500°C (un bon ronronnement dans le floor channel).
- Rechargement sur braises vives : Ce poêle étant sous dimensionné pour chauffer ma maison, j’ai dû effectuer jusqu’à 5 feux par jour. L’emballement thermique limite l’apport de combustible. En effet, ajouter du bois sur un lit de braises résulte en une combustion incontrôlée et incomplète ainsi que la production de fumées noires. Il faut attendre que pratiquement toutes les braises soient consumées avant de recharger le poêle. Je pousse alors le restant de braises au fond du foyer et je pose un premier étage de bois devant celles ci. Si les flammes n’apparaissent pas spontanément, j’ajoute un peu de carton et petit bois sur les braises, puis le reste du bois devant les flammes. Sur poêle bien chaud, la porte peut être fermée tout de suite.
- Bypass : il est utile pour faciliter le démarrage quand les cloches sont froides. Bypass fermé, l’allumage se fait mais cela demande plus de temps pour obtenir des fumées propres. Il n’est pas très utile quand les cloches sont chaudes ( jusqu’à 24h après un feu).
Qualité du feu (pollution et suie) : -
Combustion idéale : la plupart du temps, le bois va brûler tranquillement depuis le fond vers le devant du foyer. La température du HR reste stable entre 650°C et 750°C pendant presque une heure avant de décroitre lentement.
- Emballement thermique : si le feu est trop vif, il va créer des fumées épaisses. Le type de bois ainsi que la façon de charger le bois va favoriser cela. Dans un tel cas, je tasse le tas de bois embrasé avec une pelle afin de limiter l’arrivée d’air entre les bûches.
- Chargement : afin de créer un feu brûlant tranquillement sans pollution, j’ai remarqué qu’il vaut mieux charger les plus grosses bûches en dessous et les plus fines au-dessus. Ces dernières brûlent plus vite. Placées dessous, elles vont embraser le chargement complet en dégageant une épaisse fumée noire.
- Chargement (suite) : ce chargement présente aussi un inconvénient. Les grosses bûches touchant les cendres vont se consumer lentement en fin de combustion. La combustion est alors trop faible et pollue. J’obtiens une bien meilleure fin de combustion en les posant sur deux morceaux de bois perpendiculaires au tas, ce qui permet à l’air de circuler sous le tas de bois (Peterberg utilise des barres en métal).
- Rechargement : j’ai remarqué que si je recharge le bois dans un foyer très chaud (>200°C) et/ou avec du bois trop fin, le feu s’emballe facilement et ceci plus souvent avec du résineux.
- Suie : Après une saison complète à brûler essentiellement du thuya jusqu’à 5 fois par jour, la première cloche est couverte de suie mais cela reste raisonnables comparer au dépôt que provoque un tel bois dans un poêle standard.
Puissance de chauffe :
- Dimensionnement : Ce prototype a été conçu pour utiliser le conduit existant de 125 mm. C’est clairement sous dimensionné pour ma maison de 120m² faiblement isolée. En fait, cela a été suffisant pour chauffer ma cuisine et tempérer la pièce toute la nuit tant que la température extérieure restait supérieure à 10 °C le jour et 0°C la nuit. Durant plus de la moitié de la saison, 2 à 3 chargements (moins de 10kg/jour) ont été suffisants. Mais pour le reste de la saison, j’ai beau eu faire jusqu’à 5 feux par jour (impossible d’en faire plus sans emballement thermique), la température dans la pièce a plafonné à 17 °C. On a passé deux semaines difficiles avec une maison entre 10 et 13 °C.
Le poêle final devra chauffer le triple de surface. Il faut donc pouvoir brûler au moins trois fois plus de bois. Un batch de 200 ou 250 mm permet de brûler 14 ou 27 kg de bois par lot. Avec le poele godin, je brûlais jusqu’à 30 kg de bois par jour pour obtenir une température de 22°C dans la cuisine et 16°C à côté. Donc un batch 200mm devrait être le mieux adapté avec un feu en mi-saison, 2 feux en saison froide et 3 feux par jour en cas de vague de froid.
- Orientation de la porte : La porte irradie bien plus que les parois en brique. Je voudrais mieux utiliser cet apport de chaleur. Je vais l’orienter vers le milieu de la pièce. J’envisage aussi de prolonger cette surface radiative vers le haut en remplaçant la vitre du four noir par une plaque en métal afin de chauffer plus rapidement la zone de vie.
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 14/06/2021 18:22
Par : fiedia
Re : Batch box 125mm et deux cloches briques
Posté le: 03/08/2021 18:46
Par : fiedia
Encore quelques points d'amélioration
Utilisation et entretien :
- Foyer : il serait plus confortable pour le chargement et le nettoyage du foyer que son plafond soit situé au moins 200mm plus haut. Avec un batch 200, on gagne déjà 180mm. Je vais essayer de remonter le bas de 100mm si la longueur du HR et la hauteur sous plafond le permettent
- Cendres et poussière :
- les cendres et parfois des braises peuvent tomber lors de l’ouverture de la porte. J’aimerais les récupérer à l’aide d’une bavette située sous cette dernière.
- Le bois est une grosse source de poussières. Il faudrait prévoir une niche sous le foyer pour stocker le bois et contenir la poussière à l’aide d’un petit muret (30mm de haut).
- Fumées :
- les fumées s’échappent de la porte quand on l’ouvre, j’aimerais les aspirer par un tirage secondaire soit au dessus de la porte comme dans les anciens fours à pain.
- Cette fumées noircit la brique au dessus de la porte. Je prévois d’utiliser un matériau plus facile entretenir comme de l’acier.
- Outillage pour les cendres et les braises : une pelle étroite pour ramasser les cendres dans le bas du foyer, un petit râteau pour séparer les cendres et les braises (je les pousse au fond quand je recharge), une petite brosse avec un long manche afin d’éliminer les cendres tombées dans l’admission d’air secondaire.
- Nettoyage de la cloche : au vu de la quantité de suie déposée dans ma présente cloche, il est indispensable de prévoir des regards de nettoyage. Je vais sans doute les faire en métal de 4mm, peut-être avec de la superwool à l’intérieur
Améliorations pour la cuisson :
- Four noir ou four blanc : Je pensais qu’un four noir serait plus chaud qu’un four blanc. Dans cette configuration, le four est juste au dessus du foyer. La sortie des fumées est à gauche de la sole du four. Au vu des relevés de température, cette dernière est bien plus chaude que les fumées environnantes. J’espère donc obtenir une température plus élevée avec un four blanc au dessus du foyer.
- four noir ou four blanc : en plus de performances thermiques faiblardes, mon four s’est couvert de suies dès les premiers feux. N’oubliez pas votre cocotte dedans avant de lancer un feu. Elle sera vraiment difficile à nettoyer.
- contrôle de la température du four : quels moyens pour refroidir le four si il devient trop chaud ? Prévoir des ouvertures en dessous et au dessus ou tout simplement ouvrir la porte ?
- barbecue : c’est pas vraiment conseillé car cela peut encrasser les cloches, cependant j’utilise mon poêle comme un barbecue ou plutôt un tandoor. Je vais ajouter des rainures sur les côtés du foyer pour insérer des grilles de cuisson.
- soupes et ragoûts : soit dans le four quand le feu est éteint soit prévoir une place à température modérée pour poser la casserole
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