Bienvenue sur ecologie-pratique.org, anonyme 18 mai 2021 - 19:39

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Réponse dans le forum : Re : Batch box 125mm et deux cloches briques

j'ai ajouté un fil sur la mesure des températures dans les différentes épaisseures de peau : http://www.ecologie-pratique.org/forum/viewtopic.php?showtopic=6248
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Nouveau sujet dans le forum : Impact de l’épaisseur de cloche sur la conduction et le stockage de la chaleur

Une cloche idéale doit transférer rapidement la chaleur du foyer dans la pièce tout en stockant aussi un maximum de cette dernière pour la restituer lentement dans l’environnement une fois la combustion terminée. Une fine peau permet de conduire la chaleur rapidement mais stocker celle-ci requière de la masse et donc des parois épaisses. J’ai construit un batch 125mm + cloche avec différentes épaisseurs de peau : première peau 5 cm d’épaisseur sur toute la circonférence et le dessus, deuxième peau 5cm d’épaisseur sur deux faces, 20 cm sur les deux autres et 12 cm sur le dessus. Il y a donc trois configurations (peau1+peau2) : 5+5, 5+12, 5+20. La température à l’intérieur de la cloche est mesurée par 50 thermocouples.
- Conduction thermique : comme prévu, les parois extérieures des murs fins sont plus chaudes : o Derrière 5+5 cm, le maximum atteint durant la saison est de 100°C. o Derrière 5+20 cm, il est de 60°C. - Inertie thermique : les parois plus épaisses demandent plus de temps pour se réchauffer mais refroidissent plus lentement : o 5+5 cm : il faut 1.5h pour atteindre Tmax/2, 6h pour atteindre Tmax puis retour à Tmax/2 18h après démarrage du feu. o 5+20cm : il faut 6 h pour atteindre Tmax/2, 12h pour Tmax puis la temperature reste au dessus de Tmax/2 plus de 24h après démarrage du feu. - Les figures ci-dessous montrent l’emplacement des points de mesures ainsi que les étiquettes utilisées dans les graphiques suivants.
- Les six graphiques suivants ont été enregistrés pendant les 24 h suivant la combustion d’une charge de 3 kg. o Graphiques en haut à gauche : dans le HR (bas, milieu et au dessus) + sortie de cloche + paroi extérieure du foyer. o En haut milieu + à droite : peau1 face au foyer et face à la peau2 respectivement. o Graphiques du bas : peau2 face à la peau1, à l’intérieur de la peau2 épaisse de 20cm, paroi extérieure. - On observe clairement le pic de chaleur d’environ 30mn créé par la combustion (graphique1) puis la propagation de l’onde de chaleur à travers les différentes peaux.
- Ces courbes montrent aussi que environ une fois l’arrivée d’air fermée, les murs fins refroidissent bien plus rapidement que les murs épais (la courbe cyan du 5+5cm passe sous la magenta du 5+20cm dans le graphique 2). La chaleur stockée dans les murs épais est alors transférée vers les murs fins. Mon prochain design jouera sur les épaisseurs de peau : fine sur les côtés radiants et épaisse contre le mur de la maison. Les murs fins vont chauffer plus vite et réchauffer la pièce alors que les murs plus épais vont stocker puis restituer la chaleur Je compte en outre mettre la partie épaisse en contact direct avec les fumées (peau 1). La peau entre cette masse et le mur de la maison sera isolante.
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Réponse dans le forum : Re : Batch box 125mm et deux cloches briques

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.
Pascal B.

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