Bienvenue sur ecologie-pratique.org, anonyme 26 sept. 2020 - 00:30


 24/06/2018 09:47 (Lu 6358 fois)  

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fiedia

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Germes
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Réponses: 23
Cette expérience a pour but d’étudier les caractéristiques thermiques d’une cloche à fumées et de réaliser un modèle thermique pour aider au dimensionnement de telles cloches.



Poele :
- Godin 3121
- puissance 10kW
- diamètre des tuyaux : 125 mm

Cloche :
- pose sur chant de briques de récupération (non réfractaires).
- joints réalisés à l’argile afin de pouvoir récupérer les briques.
- cloche composée d’une seule peau afin de simplifier la réalisation (installation provisoire).
- plafond constitué d’une plaque de fonte, étanchéité à la laine d’acier (5 Euros le rouleau et exempt de microfibres toxiques), couverture de tomettes de récupération jointées à l’argile.

Modèle sketchup : http://www.ecologie-pratique.org/mediagallery/media.php?f=0&sort=0&s=20180624082231929





Photos de la réalisation : http://www.ecologie-pratique.org/mediagallery/album.php?aid=1847&page=1

Nota : le trou du bas a été condamné, le tirage n’étant pas suffisant dans cette position (utilisation de la boîte à fumée du Godin).

Résultats :
- Un bien meilleur confort, une impression de chaleur plus diffuse et plus enveloppante qu’avec le poele seul. On est moins sensible aux courants d’air.
- La cloche procure un chauffage régulier même quand la combustion dans le poele est réduite.
- La gestion de l’alimentation en bois est extrêmement simplifiée. Le tirage est lissé par la cloche, ce qui réduit les pics de chaleur après rechargement du poele et permet de réactiver le feu avec très peu de braises (le tirage reste important même quand le feu est très faible). Le régulateur de tirage est rendu inutile (50 Euros d’économies).
- Nette baisse de consommation de bois. Difficile à chiffrer mais approximativement entre 30% et 50% en moins pour un confort amélioré.


A améliorer :
- Forte odeur de fumées due au manque d’étanchéité. Il faudrait d’abord utiliser plusieurs peaux avec joint de dilatation entre elles. Les joints ont été réalisés avec un minimum d’argile afin d’améliorer la récupération des briques. Il faudrait sans doute être plus généreux.
- Pour un feu moyen, la température des fumées est inférieures à 100°C, donc risques de condensation et encrassement des tuyaux. La cloche est sans doute trop grande par rapport à la puissance du poele.
- La cloche refroidit en quelques heures et ne permet pas de garder une température agréable sur une demi journée. L’ajout de peaux supplémentaires permettrait d’augmenter l’inertie thermique.

Cette cloche n’a pratiquement rien coûté et pourtant la sensation de bien être apportée est telle que je conseille vraiment d’essayer.

Un modèle thermique a été développé pour dimensionner de telles cloches.

 30/09/2018 11:23  

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fiedia

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Germes
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 23
Je prévois de faire un nouveau prototype de cloche.

Objectif :
- Evaluer quelle taille de cloche est nécessaire pour chauffer mon salon
- Améliorer un modèle thermique permettant de dimensionner les cloches (mon but étant de chauffer 3 pièces avec un batch box)
- Augmenter la température des fumées de sortie
- Étudier l’efficacité des cloches en fonction de la hauteur de sortie des fumées

Améliorations par rapport à la cloche actuelle :
- Double peau (briques pleines)
- Masse doublée ( ~ 700 kg)
- SIA reduite (perimetre interne - 30%, section interne / section sortie = 5.16)
- Hauteur variable (0.5m à 1.5m en ajustant la longueur du tuyau interne de sortie)
- Plusieurs thermocouples montés dans la masse
- Regard de nettoyage
- Dos isolé (béton cellulaire)
- Toits en béton.

Poele dans la cuisine :


cloche dans le salon :


peau intérieur + les 2 toits :


Bypass + tuyau interne de longueur variable :


ensemble :


Le dernier modèle thermique a été utilisé pour estimer les performances de cette nouvelle cloche :



Après 2 heures de feu intense, la température des fumées devrait être plus chaude que pour l’ancienne cloche (35 °C) avec une puissance de chauffe 25% plus faible (1 500W). La puissance de chauffe devrait être meilleure le lendemain matin (300W 9 heures après extinction du feu soit 50 % de plus)

Plusieurs thermocouples seront montés dans la masse de la cloche :





Je voudrais enregistrer :
- La température à l’intérieur de la cloche à différentes hauteurs. Je veux mesurer l’impact de la hauteur du point de sortie des fumées (longueur du tuyau interne)
- Le gradient de température à travers les parois au dessus, devant et derrière afin de mieux caractériser les transferts de chaleur
- Température ambiante du salon
- Température d’air primaire + vitesse afin de déduire le débit massique
- Température des fumées en sortie de cloche, sortie de cheminée et point milieu pour calculer le tirage

Je prévois d’utiliser une carte Arduino et un PC pour gérer 7 thermocouples en parallèle. J’espère mesurer la vitesse de l’air primaire avec un ventilateur de PC si ce dernier est assez sensible…

modele sketchup modele sketchup

 30/09/2018 20:28  

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Pascal B.

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Admin
Enregistré: 01/01/2004
Réponses: 1473
Localisation:Surgères
Ton travail est très intéressant et devrait bénéficier à la réflexion de nombreux membres de la communauté.

As-tu la possibilité d'analyser la qualité de tes combustions ?
As-tu envisagé une évacuation de la cloche par le bas ?

Au plaisir de suivre la suite de tes aventures.

 01/10/2018 06:56  

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fiedia

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Germes
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 23
Merci Pascal pour tes encouragements.

Je n'ai pas encore envisagé d'analyser le qualité des combustions car mon objectif est de caractériser la cloche. Le poêle est ici juste une source de chaleur que je compte remplacer par un batch dans la version finale.

Il y aura certainement un dépôt de créosote vers le bas de la cloche. Cependant je ne compte pas utiliser cette cloche plus d'une saison.

Concernant l'évacuation des fumées, elle se fait par le bas. il y a un tube à l'intérieur de la cloche. Je compte faire varier la longueur de ce tube afin de changer la hauteur de sortie des fumées. Si tu ouvres le fichier sketchup, décoche les couches : layer0 et skin 2, tu verras le tube à l'intérieur et le bypass qui permet de démarrer le feu avec un bon tirage.

 30/11/2018 23:09  

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caricion

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Arbustes
Enregistré: 14/03/2015
Réponses: 112
Citation : fiedia



Concernant l'évacuation des fumées, elle se fait par le bas. il y a un tube à l'intérieur de la cloche. .



Très intéressant cette idée, elle peut peut-être permettre de simplifier les constructions ?
Pas d'effets pervers ? (durée de vie du tuyeau, ...)

 03/11/2019 09:42  

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fiedia

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Germes
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 23
Bonjour Caricion,

Désolé de répondre si tard. j'ai sans doute omis de cocher la case "M'avertir des réponses".

Après une saison de chauffage avec la cloche version 2, Je n'ai vu aucune dégradation des tuyaux. J'ai changé plusieurs fois la longueur du tuyau à l'intérieur de la cloche. Ce dernier avait un peu de dépôt mais vraiment minime par rapport au bistre déposé dans la première cloche.

Attention, je ne sais pas ce qui se passerait si le tuyau était directement mis derrière un rocket. Dans ma cloche, la température max des fumées en sortie est de 250°C. Donc pas de risque de ce côté là. Le tuyaux est en contact aussi avec les fumées en entrée de cloche. Ces fumées atteignent 700°C et le tuyau conduisant ces fumées entre la cloche et le poele ne présente aucune dégradation si ce n'est un bleuissement tout à fait habituel pour un tuyau inox.

 23/11/2019 18:52  

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fiedia

Utilisateur

Germes
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 23
Un petit point sur cette expérience.

La cloche 2 marche pour sa deuxième saison. Elle permet de tempérer mon salon.

Sécurité avant tout :
La première cloche présentait des dépôts de créosote. Je crains l’accumulation de gaz et une explosion. J’avais utilisé du bois humide et laissé des bûches brûler au ralenti.
La deuxième cloche ne présente que des cendres et des suies à l’intérieur (prévoir un regard de nettoyage). Je ne brûle que des bûches refendues à 5 à 7 cm de diamètre et du bois bien sec. Le tirage du poêle est toujours au maximum, le bois doit se consumer le plus vite possible.

Je suis en train d’exploiter les nombreuses mesures mais voilà quelques résultats :
- Puissance max générée de 1 kW environ. C’est pas du tout négligeable car en continu et avec un large rayonnement.
- Température de peau max à l’intérieur de la cloche de 300°C. mes briques pleines de récup ainsi que le couvercle en mortier réfractaire de base semblent bien supporter. Les fumées en entrée peuvent atteindre 700°C.
- Hauteur intérieure de 1.4m. Le dernier tiers ne chauffe pas. Une cloche de 1m pour un poêle de diamètre 125mm suffirait sans doute.

 25/02/2020 23:17  

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fiedia

Utilisateur

Germes
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 23
Avec beaucoup de retard, quelques photos du montage de cette deuxième cloche.

Pose provisoire sur parquet. fibre de bois puis plaque en fonte puis fibre de bois puis carreaux en grès. un thermocouple sous les carreaux en grès pour vérifier que la température reste faible et ne risque pas de mettre le feu au plancher


la première peau monte avec emplacement pour le regard de nettoyage et d'ajustement des longueurs de tuyaux interne.


montage de la deuxième peau avec carton de 1cm d'épaisseur entre peaux.


couvercle intérieur



vue d'ensemble, on remarque que les couvercles moulés en mélange réfractaire de base se sont cassés aux points faibles (autour du trou d'évacuation des fumées). La cloche fonctionne quand même correctement sans odeurs.



Après quelques essais, je trouvais que le carton empechait trop les échanges de chaleurs entre les deux peaux. J'ai donc démonté partiellement la deuxième peau pour ôter le maximum de carton. Bien que la température entre les deux peaux soit restée en dessous de 200°C, le carton avait commencé à brunir. Je déconseille donc de laisser le carton entre les deux peaux pour des raisons de performances thermiques et de sécurité.


il y a une soixantaine de thermocouples dans la cloche. le système permet de lire 32 en parallèle grâce à 32 amplificateurs max6675, 4 multiplexeurs et une carte arduino de base.

 10/03/2020 19:48  

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ricrac

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Graines
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Salut Fiedia! J'ai un projet de batch block couplé à une cloche, ils seront distants l'un de l'autre, je n'ai que la théorie, je n'en ai encore jamais fait et comme tu as testé et étudié différentes cloches, est-ce que tu pourrais me donner ton avis sur mon sistus?

Le dimensionnement du batch je l'ai fait à partir des résultats de Yasin Gach, voilà le lien http://batchrocket.eu/fr/construction#dimensions
Les côtes du coeur de chauffe et de la cloche sont d'après les données de Peter van den Berg et de Benen Huntley, je les ai suivies à la lettre, c'est au même lien.

Mon projet: chauffer ma serre de 22m de long avec un batch cuisinière situé dans mon logement (via 2 modes: par convection et via un système de soufflerie)
(Bien entendu je ferai des flambées vives avec du bois bien sec)

J'ai demandé des conseils à Yasin Gach qui m'a déjà beaucoup aidée mais le doute qu'il me reste est sur la distance entre le batch et la cloche: est-ce que le tirage sera suffisant pour supporter cette distance?
Je l'ai évaluée à 55cm de long (10cm de vide derrière le batch + 5cm de briques réfractaires qui protègent le mur + 15cm de mur + 20cm entre logement et serre + 3,5cm d'épaisseur de la cloche).
Pour le tuyau j'ai trouvé ça qui résiste à 1100°C https://www.masterflex.fr/tuyaux-et-systemes-de-connexion/details-du-produit/gaines-resistant-en-temperature-jusqua-1100-c/master-clip-ht-1100.6_7_752_5616.html
Est-ce qu'il serait utile de l'installer avec une pente légèrement ascendante vers la cloche?

Comme tu peux le voir dans le plan, la cheminée fait 3m minimum de haut (parce que ma serre fait 2,90 m de haut), elle sera dotée d'un volet de régulation du tirage et d'une trappe à sa base pour le préchauffage du conduit (avec du papier huilé enflammé).
J'ai vu que tu avais eu un problème de tirage dans ta première cloche et que tu avais finalement dû faire la sortie des fumées en haut de la cloche, quelles étaient ta hauteur de cheminée et ta distance poêle-cloche?
Dans ta deuxième cloche tu as mis le conduit de cheminée dans la cloche et tu as pu comme ça récupérer les fumées en bas de la cloche, est-ce que tu me conseillerais de faire pareil ou est-ce que mon sistus de préchauffage pourrait suffire d'après toi?

Voilà les plans du projet

 10/03/2020 20:28  

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ricrac

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Graines
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Réponses: 7
ça beugue, je réessaierai demain de mettre le plan

 11/03/2020 16:01  

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fiedia

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Germes
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Réponses: 23
Salut ricrac,

pour mettre les plans, je crois que tu dois les enregistrer dans un album (voir mon compte / mes albums) puis les insérer dans ton post suivant la procédure :
http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=714
Dans l'attente de tes plans.

 11/03/2020 18:50  

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ricrac

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Graines
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Réponses: 7
Salut Fiedia! merci, ouais c'est ce que j'ai essayé mais aujourd'hui aussi impossible de créer un nouvel albumFrown

 12/03/2020 00:08  

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ricrac

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Graines
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 13/03/2020 16:06  

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fiedia

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Germes
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Réponses: 23
Bonjour Ricrac,

J'ai réussi à télécharger tes plans. Je travaille sur la réponse, ne t'impatiente pas.

Tu permets que j'essaie de mettre tes plans dans un de mes albums afin de les poster en clair ?


 13/03/2020 18:25  

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ricrac

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Graines
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Réponses: 7
Bonjour Fiedia!
Oui oui prends tout ton temps Smile pas de problème tu peux les mettre dans ton album Wink

 14/03/2020 19:00  

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fiedia

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Germes
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Réponses: 23
C’est un beau projet. Ci-dessous les plans que tu as fournis :




Quelques idées venant de ma petite expérience. J’espère que Pascal ou d’autres plus expérimentés que moi me corrigeront.

Pente du tuyau :
Il faut surtout pouvoir passer un hérisson de temps en temps dans le tuyau horizontal car des cendres vont s’accumuler et pénaliser le tirage.
Mon tuyau entre le poêle et la cloche mesure environ 1m. Il est en inox rigide, simple peau et supporte des températures de 800°C sans problème. Tu pourrais tester avec ce type de tuyau standard
Ton tuyau passe par l’extérieur. J’isolerais au moins la partie la plus froide. Tu comptes utiliser du plâtre pour traverser les murs ?

Questions de tirage :
Dans mes deux cloches, j’ai mis un bypass (vanne 3 voies) qui permet de faire passer les fumées venant du poêle soit directement dans la cheminée, soit à travers la cloche. Je pourrais démarrer le feu en passant les fumées par la cloche mais ça a tendance à fumer. Ca démarre mieux avec le bypass surtout que dans mon cas, la combustion de mon poêle est moins bonne que pour un rocket et je préfère n’utiliser la cloche exclusivement quand la température des fumées est suffisamment élevée pour limiter le dépôt de créosote et la condensation dans la cloche.
Le tirage est proportionnel à la différence de hauteur entre l’entré d’air du foyer et la sortie de cheminée. Mon conduit d’évacuation fait environ 6m. Dans ton cas, 3 m de cheminée, c’est pas très haut, si ça tire pas, tu pourras toujours ajouter 1 ou 2 m de tuyau..

Calcul de SIA :
J’ai les mêmes sources que toi. Mais si je comprends bien le principe, il faut additionner les SIA des deux cloches et du conduit les reliant (~0.3 m² pour la chambre de réception des fumées + ~0.3 m² pour le conduit + 10.2 m² pour la serre). Cette règle est empirique et je pense que le conduit aura tendance à refroidir bien plus les fumées si il n’est pas isolé. Tu peux commencer avec une cloche plus petite et en ajouter une seconde si la température de sortie des fumées est trop élevée.
Ton système de ventilation secondaire de la cloche va aussi influencer le calcul de SIA. Tu introduis un échangeur de chaleur qui va refroidir l’intérieur de la cloche donc les températures de sortie des fumées devraient être diminuées par cette extraction forcée de chaleur. Connais-tu quelqu’un qui a déjà testé ce montage ?

L’extracteur :
La temperature à l’intérieur de la cloche va dépasser 200°C. Il est possible que la température de l’air sortant de ton extracteur atteigne ces valeurs si le débit est faible. Vérifie que ton ventilateur supporte ces températures.
Il est aussi probable que ton tuyau dans lequel arrive un air froid, fasse condenser les fumées à l’intérieur de ta cloche, alors un jus noir et odorant va couler en bas de ta cloche.

La masse de la cloche :
Actuellement, ma cloche de 500 kg permet de tenir 3 à 5 heures entre deux chauffes. Pour avoir un chauffage régulier pendant la nuit, je suppose qu’il plus d’une tonne. Je vais tester cela avec la cloche que je suis en train de monter.
Il y a des expériences qui ont été faites avec banc chauffant pour chauffer une serre. Ils disaient que 2 heures de chauffe intense avec un J rocket permettaient de garder la serre au chaud pendant 24 heures. Le banc était rempli de pierres et d’argile. 2 tonnes environ. C est peut-être une solution plus sécure que la ventilation. Un autre exemple : https://midwestpermaculture.com/2016/04/epic-greenhouse-rocket-mass-heater/
Le problème si tu as une cloche de masse insuffisante, c’est que tu vas devoir maintenir un feu en continu comme dans un poêle conventionnel. Si tu charges du bois sur un bon lit de braises, il va brûler rapidement avec une combustion incomplète. Cela risque d’encrasser ta cloche. En cas de nuits froides, tu vas devoir te lever la nuit pour alimenter ton feu.
Certains se contentent d’ajouter un enduit épais en argile et paille, je n’ai pas testé mais ça peut ajouter masse et étanchéité à moindre coût.

Parois de la cloche extérieure :
Tu n’as pas précisé combien de briques tu comptes mettre en épaisseur. Je te conseille fortement de mettre deux peaux distantes l’une de l’autre d’environ 1cm. Sur ma première cloche, je n’ai mis qu’une seule épaisseur de brique (5cm) et la cloche s’est mise à sentir fort le goudron. A ces températures (> 200°C) les briques se dilatent, se poussent entre elles et laissent des interstices quand elles se rétractent. Les fours de céramistes ont toute une armature avec tiges filetées pour éviter cela. Je n’ai pas testé.

Parois de la cloche intérieure :
Même remarque autour de la chambre de combustion et du heat riser. Tu veux faire une peau en métal. Tu dois t’attendre à avoir des températures supérieures à 100°C sur le métal. Donc pas touche et à éloigner de papier, carton, bois… Tu vas gagner en rapidité mais perdre en durée de chauffage.

Chambre de combustion :
Pourquoi tu n’utilises pas un canal de sol ? Peterberg dis que l’acier résiste plus longtemps.

Le four :
J’ai lu que les fours fermés au dessus de la chambre de combustion ne chauffent pas assez. Tu pourrais prévoir la possibilité de retirer la cloison entre la chambre de réception des fumées et le four (plaque en fonte ?).

 31/03/2020 00:41  

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ricrac

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Graines
Enregistré: 10/03/2020
Réponses: 7
Salut Fiedia, merci pour ta réponse hyper détaillée, elle m'a donnée du fil à retordre...et j'en suis très contente!

Pente du tuyau:
*nettoyage: d'acc, merci
*type de tuyau: je pense que je vais abandonner l'utilisation de l'acier, le tuyau dont je t'avais envoyé le lien est horriblement cher et j'ai peur avec un tuyau de poêle que si j'arrive à avoir des fumées de 1100-1300°C il ne tienne pas la distance, je vais partir sur du boisseau en béton de pouzzolane ou céramique je pense
*1m de long: cool! ça me laisse de la marge, je vais partir sur 1m aussi!
*isolation du tuyau et passage de mur: oui oui l'isolation est prévue, en laine de roche + plâtre, idem pour le passage de mur (mur en bois isolé en torchis)

Tirage
*by-pass: après quelques recherches je n'ai trouvé que des by-pass motorisés, j'aimerais autant que possible n'utiliser que des systèmes manuels, je vais voir à installer un système avec volet mobile placé entre l'admission des fumées dans la cloche et le conduit de cheminée, merci!
*hauteur de la cheminée: waou, 6m! d'accords, je prévoirai de quoi la rallonger!

Calcul de SIA
D'accords, j'avais pas compris qu'il fallait aussi compter la surface du tube entre les 2 cloches et j'avais oublié de compter la première cloche (même si elle est petite)!
Non je ne connais personne qui ait testé ce système d'extraction de chaleur, ça complique les choses oui!
Du coup c'est vrai sans pouvoir chiffrer cette absorption de chaleur il vaudrait peut-être mieux diminuer la taille de la cloche quitte à l'agrandir plus tard.

L'extracteur
Merci pour tes chiffres, ça m'aide, j'avais estimé pour ma part la température de l'air extrait à 300°C max, donc je suis un peu au-dessus.
Dur de trouver du matériel qui résiste à ces températures et qui fasse du petit débit oui! J'ai trouvé
*ça:
https://aeib.fr/produits/ventilateur-centrifuge-hcas/
Le modèle133-4 pour ma config (ma pression de réseau: 4m de tube côté aspiration, et côté refoulement une nourrisse de 5m de long desservant 5 tubes de 19m de long).
Il supportera 250°C et 400°C en pointe et peut faire du 140m3 à 40m3/heure (avec un registre de réglage sur l'admission).
Il chiffre à 650euros HT sans compter les différents registres de réglage (1 sur l'arrivée d'air + 5 sur la nourrisse), mais en comptant les adaptations pour des tubes en 200 (parc'que je veux avoir des gros diamètres pour avoir le moins de perte de charge possible).
Il faudra y rajouter le tube échangeur air-air placé dans la cloche, mais ça c'est compliqué à trouver parce qu'il faut qu'il soit à la fois le plus conducteur thermique possible et q'il résiste à des fumées de 1100°C (pour tabler large)...et qu'il ne soit pas trop cher, pour le moment j'ai fait choux blanc!
*et ça:
https://www.np-distribution.fr/recuperateur-de-chaleur-pour-cheminees-ouvertes-c2x18503326
Le ventilo est placé sur l'admission d'air, il n'a donc pas besoin de résister à la chaleur et délivre du 75m3/heure.
Il chiffre à 430euros TTC sans compter les adaptations pour tube en 200, mais ce qu'il y a de bien avec ce modèle c'est que je n'ai pas besoin de chercher de tube échangeur air-air car le serpentin en fonte en fait office, par contre il ne résiste qu'à 850°C, donc à placer en-dessous de l'admission d'air chaud dans la cloche!
D'acc pour la condensation, je n'y avais pas pensé!

Masse de la cloche
Merci de mettre l'accent là-dessus, c'est vrai que je n'avais pas vraiment réfléchi à la durée d'inertie dont j'aurai besoin.
J'aurai besoin de 11 heures d'inertie: de 19h à 23h quatre fournées, de 00h à 11h inertie (le soleil ne se lève que vers 11h ici en montagne en hiver).
J'arrive à un poids de cloche en simple peau de 500kg comme toi (briques platières remplies de terre + mortier), en me basant sur tes résultats si je rajoute une seconde peau je devrais atteinde 1tonne et pouvoir tenir mes 11h d'inertie (et si ça n'est pas suffisent je ferai un torchis par-dessus), merci!
Le système de soufflerie est vraiment indispensable dans mon projet pendant 2 semaines en février (durée de levée de mes légumes fruits) au cours desquelles chauffer l'intégralité de la serre (300m3) ne m'intéresse pas, je cherche à concentrer la chaleur sur mes planches de semis: je vais semer dans 5 planches maçonnées de 19m de long sur 1m de large et recouvertes de panneaux de polystyrène pour concentrer la chaleur , l'air chaud sera soufflé dans l'intervalle de 20cm entre le terreau et le polystyrène.
Le reste de l'hiver-printemps je compterai exclusivement sur l'inertie de la cloche oui!
J'ai regardé ton lien midwestpermaculture, très intéressant, mais pour mettre en place leur système il faut monter un batch énorme à cause de la SIA très importante, je ne pourrai donc pas l'appliquer moi-même vu que je veux garder le batch dans le logement.
J'ai aussi un peu plus farfouillé du côté des J rocket avec bancs appliqués aux serres, et merci ça me parait beaucoup plus polyvalent que ma cloche verticale, je vais partir dans cette direction!

Parois de la cloche extérieure (la 2ème cloche)
Oui ma première peau sera maçonnée dans une structure métallique pour éviter que les briques bougent avec la dilatation, elle aura 3,5cm d'épaisseur.
La deuxième peau aura la même épaisseur, et je pensais ne laisser entre les deux peaux qu'un vide d'air de l'épaisseur d'un carton pour que la 2ème peau chauffe bien (vu que l'air est isolant), mais tu me parles d'1cm de distance, quel est l'intérêt d'avoir une si grande distance?

Parois de la cloche intérieure (la 1ère cloche et le batch)
Là la première peau sera en briques réfractaires de 5 cm d'épaisseur et la lame d'air entre elle et la peau en acier fera l'épaisseur du joint de dilatation céramique.
Oui ça va chauffer, il faut que je demande des conseils supplémentaires à ce sujet à Yasin Gach, il travaille en ce moment sur les droits intellectuels pour un poêle peau acier, son poêle Pita.
Le fait avec cette config de perdre en durée de chauffage dans le logement ne me pose pas de problème parce que j'y aurai un autre moyen de chauffage et que je veux que la chaleur passe au plus vite dans la cloche extérieure (c'est pour ça aussi que j'ai réduit au maximum la taille de la cloche intérieure).

Chambre de combustion
J'ai choisi d'utiliser une arrivée d'air secondaire par le haut parce qu'elle est plus facile à concevoir quand on n'a pas de matériel à souder, mais je réfléchis à en faire une maçonnée, par le haut ou par le bas, je sais pas encore.

Le four
Oui c'est un four blanc, il ne va pas chauffer aussi bien qu'un four noir mais ça ne me pose pas vraiment de problème, c'est plus un espace qui m'encombre qu'un espace important pour moi.

Merci pour toutes tes observations et le temps que tu as pris pour me répondre, j'y vois plus clair maintenant!

Du coup je te présente mon projet révisé: (toujours pas moyen de créer un album)https://www.facebook.com/siriusmad/posts/10215807265277797

*une cloche non plus verticale mais horizontale (un banc) pouvant me servir de table chauffante pour les semis si mon système de soufflerie ne fonctionne pas bien
*un système d'échangeur air-air à convection naturelle pour tester (5 bouches qui seront connectées par des tubres de VMC isolés à mes 5 planches de semis), à voir plus tard pour un système motorisé comme prévu au départ

Mes questions:

*Je suis proche de la SIA max (9,94m2 pour 10,4m2 max) mais comme je ne mets pas en place ma soufflerie mécanique mais seulement une soufflerie naturelle le refroidissement que cela engendrera sur la cloche ne sera peut-être pas trop important?

*En faisant une cloche horizontale cela m'oblige à forcer les fumées chaudes vers le bas sur 80cm de hauteur, il me faudra donc surement encore plus allonger la cheminée pour augmenter le tirage et éviter trop de perte de chaleur dans le conduit batch-cloche non?

*Je souhaite éviter de maçonner des chicanes à l'intérieur de ma cloche car elles augmenteraient ma SIA et par la même occasion diminueraient ma longueur de banc (pour respecter la SIA max), est-ce qu'il te semble qu'une distance d'un mètre quarante entre l'arrivée des fumées et l'entrée de la cheminée est suffisante (sachant qu'elles peuvent quand même s'étaler sur 1,20m de large et 2,4m de long et qu'il y aurait 5 cm de hauteur de distance entre le bas de l'arrivée des fumées et le haut de l'extraction)?

 31/03/2020 01:02  

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ricrac

Utilisateur

Graines
Enregistré: 10/03/2020
Réponses: 7
en fait finalement mon tuyau batch-cloche fait plus d'1m, il fait 1m65 à cause de la descente de 80cm, qu'est-ce que tu en penses?

 16/04/2020 09:20  

Status : hors ligne

fiedia

Utilisateur

Germes
Enregistré: 24/06/2018
Réponses: 23
Salut Ricrac, désolé pour le retard, je viens de voir ta réponse. Il semble que l’option « m’avertir des réponses » ne marche pas toujours ou bien j’ai encore oublié de l’activer.

Tuyau :

Un tuyau en inox tiendra peut-être le coup. L’inox 316 tient jusqu’à 950°C. Les températures extrêmes apparaissent dans le heat riser. La température à l’entrée du tuyau sera moins élevée qu’en sortie de HR.

J’ai fait quelques essais avec un proto de 125 mm en mesurant la température dans le HR. Elle reste idéalement autour de 800 °C si le feu est bien maîtrisé. Elle dépasse les 1000°C dès que le feu s’emballe (ajout de bois sur un lit de braise principalement). Dans ces conditions, ça pollue et tu vas encrasser ta cloche. Tu veux donc rester autour de 800°C.

C’est un gros risque si ça ne marche pas. Le tuyau céramique est plus sûr. Dis nous ce que tu trouves et à quel prix.
Le béton de pouzzolane, ça peut-être intéressant. Tu as une recette ? Les essais que j’ai fait de béton de vermiculite n’ont pas été convaincants (s’effrite trop facilement). Cependant il y a des gens qui y arrivent.

Pour l’isolation, je ne sais pas si la laine de roche tiendra. Je garanti que la laine de verre se dégrade très vite. Je crois que la vermiculite tiendra bien mieux.

Extracteur :

La température du tube à l’intérieur de ta cloche ne devrait pas atteindre 1100°C. Ci dessous un cycle de chauffe dans ma cloche.



En haut à gauche, en rouge températures des fumées à l’entrée de la cloche, en bleu à sa sortie.
En haut à droite, température au milieu de la cloche à 11 hauteurs différentes (tous les 11cm).
En bas à gauche, températures de la paroi intérieur à 7 endroits différents, à droite températures de la paroi extérieur.

La sortie des fumées se fait à 14 cm du sol de la cloche. Tu vois que pour une température d’entrée des fumées de 750°C pic, la température max mesurée au milieu de la cloche est de 460°C. Les fumées sont refroidies par la paroi interne de la cloche qui reste à 220°C. En chauffant plus longtemps, cette température augmente mais elle devrait rester bien inférieure à 750°C car la chaleur s’en va à travers la paroi.

Tu vois aussi que les fumées en bas de la cloche atteignent péniblement 120°C.

Avec un batch de 200mm, tu auras bien entendu des températures plus élevées, mais certainement pas de 1100°C. En plus, tu peux jouer sur la hauteur à laquelle tu vas positionner ton échangeur de chaleur (le tube) pour l’exposer à une température plus ou moins élevée.

J’ai déjà vu un échangeur pour cheminée ouverte comme celui que tu à trouvé. Le corps de chauffe était en fonte et donc devrait résister sans problème à l’intérieur de ta cloche.

Au milieu de la cloche, un simple tube en inox 316 devrait tenir le coup aussi. Il existe aussi des kits d’extraction d’air chaud à placer dans la hotte au dessus d’un insert.
https://www.castorama.fr/kit-recuperateur-d-air-chaud/3325579038894_CAFR.prd
Vu le prix, ça vaut le coup d’essayer non ?

Ton idée d’échangeur est très intéressante car tu remarques que la paroi extérieure de la cloche met plus de 2 heures avant d’atteindre une température suffisante pour chauffer la pièce. Un tel échangeur permettrait de chauffer la pièce tout de suite.

Il faudra prévoir une récupération des condensas. Ils devraient s’évaporer. Il n’y a sans doute pas besoin de les évacuer (comme sur le compresseur d’un réfrigérateur). Prévois de toute façon un regard en bas de ta cloche.

Planches de semis :
Tu n’as pas peur de stériliser tes graines avec de l’air trop chaud ? Pourquoi ne pas faire circuler l’air dans un tube au dessus ? Attention à ne pas faire fondre le polystyrène, les gaz dégagés sont vraiment toxiques.

Masse et distance entre peaux :
Les 1cm, c’est environ l’épaisseur de mon carton. Je ne sais pas quelle est la distance optimale pour le transfert de chaleur. Ça ne joue pas sur le transfert par rayonnement, par contre la distance diminue proportionnellement la conduction de l’air. A partir d’une distance qui je crois est de l’ordre du cm la convection entre en jeu et favorise le transfert.

D’autre part, ceci doit être optimisé en fonction de ce qu’on veut comme type de cloche. Un bon transfert permet d’obtenir des températures plus élevées mais réduit la durée du chauffage sans feu.

Et enfin, avec l’échangeur de chaleur, tu vas limiter la température à l’intérieur de la cloche et extraire plus rapidement la chaleur stockée et donc réduire le temps de chauffage sans feu. Tu verras avec l’expérience la masse dont tu as besoin. Peut-être devrais-tu ajuster tout ça avec une seule planche au début.

Les graphiques te donnent une idée de l’inertie d’une cloche de 500kg sans extracteur. Il va falloir sans doute beaucoup plus de masse. Ça dépendra aussi du débit d’air que tu vas faire passer dans ton échangeur. Plus le débit est élevé, plus tu refroidis ta cloche rapidement.

Cloche intérieure :
Si tu isoles la première cloche, tu auras plus de chaleur dans la deuxième. La peau en acier va favoriser la dissipation de la chaleur dans ton logement au détriment de ta serre.

Air secondaire :
Le but est de préchauffer l’air avant de l’injecter dans le HR. Si tu maçonnes, ça sera moins efficace. Cependant il y a des poêles de masse où l’air secondaire est injecté par derrière sans préchauffage et ça marche.

Ton nouveau projet :



Ton idée de transformer la cloche en table est plus sure. Par contre, je ne comprends pas comment tu réalises ton échangeur air-air.

SIA :
Je crois que le but de ce calcul est de garantir des températures de fumées suffisantes pour avoir un bon tirage et pas trop de condensation. Comme personne n’a testé l’échangeur de chaleur… Prévois un réglage de débit dans ton échangeur. Tu régleras en fonction de ton tirage

Hauteur de cheminée :
C’est la différence de hauteur entre l’arrivée d’air de ton foyer et le haut de la cheminée qui compte. Si le chemin n’a pas de fuites, tu peux descendre de 2m.et remonter sans incidence pour le tirage. Ton bypass facilitera le démarrage..

Pertes de chaleur dans le conduit :
Le seul moyen c’est d’isoler ton conduit au maximum (coffrage et vermiculite ?). dans ce cas, il ne compte plus dans la SIA.

Chicanes :
Tout ce qui est à l’intérieur de la cloche ne compte pas dans la SIA. Il n’y a pas d’échange thermique avec l’extérieur donc pas de pertes de chaleur. Cependant, le fonctionnement d’une cloche, c’est de stocker les fumées chaudes en haut et qu’elles ne s’évacuent qu’une fois refroidies. Plus la cloche est large, comme dans ton cas, plus les fumées sont ralenties et donc plus les fumées chaude ont de chance de rester en haut suffisamment de temps pour bien transmettre leur chaleur. Faire des chicanes, c’est accélérer les fumées donc pas forcément productif.

Dénivelé entrée – sortie des fumées :
ci-dessous les températures de la cloche avec un dénivelé de 0cm (au lieu de tes 5cm). Les températures à l’intérieur de la cloche sur les 30cm en haut sont à peu près identiques à l’expérience précédente où la sortie se trouve 70 cm plus bas. Par contre, à partir de 11 cm en dessous de la sortie des fumées (courbe bleue), ça chauffe beaucoup moins. Sur la paroi extérieure de la cloche, seul les 40cm du haut de la cloche deviennent raisonnablement chauds.



Conclusion, sur ta cloche de 80 cm de haut, tu risque de n’utiliser que la moitié supérieure. Il faut donc mettre la sortie des fumées le plus bas possible. L’important c’est de garder la même section (pi x r² = 3.14 x 0,1² = 0.0314 m²). Par exemple si tu fais un coffrage devant ta sortie de fumée afin que les fumées passent à ras du sol à travers une fente de 10 cm de haut et 31.4cm de large minimum (l’important c’est d’éviter tout rétrécissement de section < 0.0314m²), tu auras un dénivelé 20 cm et un bien meilleur résultat.

[url]

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