Chauffage, isolation, ventilation, VMC, refroidissement...Calcul de surface d'un echangeur Double Flux

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lesolognot41
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Calcul de surface d'un echangeur Double Flux

Message non lupar lesolognot41 » 10/10/15, 17:15

Bonjour à tous,
Je sollicite votre aide pour dimensionner un échangeur de VMC double flux.
J’ai parcouru les forums (futura et econologie) mais n’est pas trouver la réponse.
Quelques formules, pas d'exemple d'utilisation.

Je vais développer le calcul que j’ai fait pour que vous me corrigiez si besoin, ceci me sera utile mais certainement aussi à d’autre. En pièce jointe une feuille de tableur (libre office) pour faciliter le calcul aux autres, si mes calculs sont bons biens sur...
https://www.econologie.info/share/partag ... BW4WtD.xls
J’ai peu fait de thermo à l'ecole, et je m'en souviens plus... les calculs suivants utilisent des formules et données glanées sur internet, touillé et mélangé par mes soins...

Voici les donnée:
Une maison en campagne, 60m² réparties en séjour/cuisine 30m², chambre 20m² et SdB 10m², maison solognote avec isolation en projet cour-terme (100mm de ouate dans les mur donnant sur l'exterieur, pas sur le murs donnant sur une grange et une cave non chauffé en prevision d'extension, et 300mm dans le comble, rien au sol car impossible, fenêtre simple vitrage huisserie étanche au moins la première année). Le but de la DF est principalement de distribuer la chaleur du poêle dans les autre pièces, puisque les mur de refend et la disposition ne le permettent pas. La diminution des pertes n’est pas le but principal, d’autres travaux seraient plus efficaces...

Données et formules trouvées:
Norme ventilation:

Cuisine : 30-90 M3h-1
SdB : 15-30 M3h-1

Donc dans mon cas, besoin Total : 45-120 M3h-1

Air:
Densité: r= 1.2 Kg.m3
Chaleur spé: Cs=1000 J.Kg-1.K-1

Si debit Q=150 M3h-1 = 180Kg.h-1 = 0.05Kg.s-1
Si différence température DT=20°K (20°C dedans; 0°C dehors)

Puissance P à transférer = Q*Cs* DT= 1000W
 
Flux therm j=P/(S.dT) = 25 W.m-2.K-1 si V=6m/s et espace entre plaque=2mm (arbitraire)
S: surface d’échange, V vitesse du flux
Flux déterminé par ce graph
Image


 
Donc surface echageur S= P/j. dT = 1000/25.dT
 
Soit échangeur :air vicié (température T1 débit massique Q1) devient air extrait(T2 Q1) par transfert à air neuf(T3 Q2) qui devient air insufflé(T4 Q2) ;
Q1 et Q2 sont censé être égaux si bonne étanchéité et ventil equilibrée...

Rendement h=(T4-T3)/T1-T3)

T4=h(T1-T3)+T3
 
SI h =0.95
T4=17°C
dT=T1-T4 = 3°C (écart entre extrait et insufflé)
T2=T3+dT (ecart entre air extrait et air neuf)
 
surface echangeur S= P/j. dT=1000/25*dT=13m²

Mes calculs vous semblent ils cohérents, ou suis-je à coté de la plaque (d’échangeur)??

Désolé d'avoir été si long, mais bon, c'est pas simple, hein!!
D’avance merci

Greg
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lesolognot41
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Message non lupar lesolognot41 » 10/10/15, 23:40

Et bien, mon sujet passionne les foules, 31 vues mais pas de réponses...
Bonne nuit
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chatelot16
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Message non lupar chatelot16 » 11/10/15, 12:51

20° dedans 0° dehors delta T20° ???? non

si on vise un rendement de 80% il faut un delta t inferieur a 4° et un echangeur a contre courant

a l'extremité chaude de l'echangeur l'air interieur entre a 20° et l'air exterieur sort a 16° .... le delta T est constant sur toute la surface , jusqu'a l'extremité froide ou l'air interieur sort a 4° et l'air exterieur entre a 0°

si on augmente la surface le même flux de chaleur peut passer avec un delta t plus faible et le rendement augmente

il ne faut pas de plaque en matiere trop bonne conductrice de la chaleur car ça court circuite l'extremité chaude et froide , et ça reduit le rendement si l'echangeur n'est pas assez long
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lesolognot41
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Message non lupar lesolognot41 » 11/10/15, 13:59

Bonjour Chatelot
J'ai mal expliqué alors.

DT c'est entre air exterieur et interieur, pour calculer la puissance à transférer. DT*Q*Cs

dT différentiel entre air vicié sortant l'echangeur et air frais entrant = 3°C pour 85% de rendement.

J'ai pas parlé de l’échangeur projeté:
Crossflow réalisé en plaque offset alu 0.3mm, dans un caisson bois recouvert intérieur de plaque offset, extérieur polystyrène.

Es tu sur de coup du materiau trop conducteur? J'aurais tendance à dire que si il n'y a trtop de conduction, c'est que le débit d'air n''est pas suffisant, mias je vois pas comment évaluer cela. une difficulté de plus...

Donc, si le début du calcul est bon, il faudra ensuite calculer la section de passage, les pertes de charges, ce qui me donnera la géométrie du bazar, ensuite il faudrait calculer le delta température entre les deux extrémité en fonction de la conductivité du matériaux?déjà que je me prends la te pour évaluer les pertes de charge...

ben j'suis pas sorti le c.l des ronces.
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lesolognot41
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Message non lupar lesolognot41 » 11/10/15, 14:05

J'ma trompé, pas corssflow l'échangeur, flux opposé...
Sinon rendement limitée...
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Message non lupar chatelot16 » 11/10/15, 15:34

la conductivité thermique des plaque n'a pas besoin d'etre elevé : même avec du simple plastique , c'est l'echange avec l'air qui limité le flux , pas la resistance thermique pour traverser l'epaisseur

pour la conduction entre les 2 bout il faut calculer la resistance thermique comme si le paquet de plaque constitue un pont thermique entre interieur et exterieur

section de passage = epaisseur x largeur x nombre de plaque
longueur = longueur de l'echangeur

dans le cas des echangeur du commerce assez court il sont en plastique ... j'imagine un gros pont thermique si on faisait en alu avec les même proportion

j'aime bien les echangeur en tole galvanisé , moins conducteur que l'alu , et plus solide que le plastique , mais je change les proportion , plus long et moins large : grace a la longueur le pont thermique du paquet de tole est moins grave
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Message non lupar Obamot » 12/10/15, 03:35

@ lesolognot41 quelqu'un a pourtant donné la réponse là-bas.

@ chatelot oui et on peut dire chapeau. Pas tout le monde sait que l'acier zingué est moins conductible que l'alu. On aurait plutôt tendance à croire le contraire, vu que l'alu est beaucoup plus léger!

Si on veut le minimum de conduction pour un matériau insensible à l'humidité/condensation, le mieux serait le verre, conductivité thermique dérisoire pour ce type de matériau, qui est aussi massique que le béton! Puisqu'une conductivité entre 40 et 50x moindre que la tôle galvanisée (Mais pourquoi n'y ont-ils pas pensé...? Et un tube long ou en spirale en verre c'est très facile à faire!) :shock:
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Message non lupar chatelot16 » 12/10/15, 11:06

Obamot a écrit :
@ chatelot oui et on peut dire chapeau. Pas tout le monde sait que l'acier zingué est moins conductible que l'alu. On aurait plutôt tendance à croire le contraire, vu que l'alu est beaucoup plus léger!


pourquoi croit tu que la conductivité thermique depend de la densité ? la conductivité thermique ressemble a la conductivité electrique ... les meilleur conducteur sont l'or le cuivre et l'alu

le plomb a beau etre lourd il a une conductivité electrique et thermique assez minable

le fer est moyen et sa conductivité depend beaucoup de sa pureté , l'acier moyen est beaucoup moins conducteur que le fer ultra pur

la conductivité des plaque peut produire une perte thermique entre le bout chaud et le bout froid , mais ce n'est pas une raison de chercher la conductivité thermique la plus faible ... il faut quand même que la chaleur traverse les plaque !
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Message non lupar Obamot » 12/10/15, 11:24

Très juste! Mais c'est une généralité, pas une règle.

Le diamant (composé de carbone) a une conductivité thermique élevée mais une basse conductivité électrique. Le graphène (même famille que le diamant, composé également de carbone) est bien meilleur conducteur thermique et aussi l'un des meilleurs conducteurs électriques.

A propos de l'alu, c'est pourquoi je déteste les fonds sandwich des casseroles modernes, avec une plaque d'alu prise en sandwich entre deux épaisseur d'acier inox... Avec les dilatations/rétractations successives, ça fini toujours par lâcher (par exemple lorsqu'il y a surchauffe). Le fond bombe et la casserole est foutue!
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Message non lupar dede2002 » 12/10/15, 13:04

Bonjour Obamot,

C'est marrant j'y pensais justement cette nuit, à empiler les carreaux de 3mm. que j'ai démontés pour faire un échangeur dans ma buanderie. Pour faire 10 m2 d'échange avec 40 carreaux ça va peser 80 kg!

Est-ce que le verre risque de se fendre avec un bout chaud et un bout froid?
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