A propos de la "plomberie"

Questions thermiques et hydrauliques sur le tube absorbeur et le fluide thermique.
Fabien
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A propos de la "plomberie"

Messagepar Fabien » Dim Mai 17, 2015 7:31 pm

Suite à la discussion qui a été commencée le samedi 16 lors d'une réunion à la Paillasse, j'avais évoqué la possible utilisation de tuyaux de PVC utilisés en pour le chauffage des habitations (AKA "tuyau PER").

...

C'est une mauvaise idée, comme certains l'ont dit, les températures d'utilisation ne sont pas compatibles avec celles qui seront atteinte (pour le chauffage c'est ~90°C).
L'utilisation de tuyaux de cuivre reste une possible option. Il faudra voir si la longueur de la tuyauterie est compatible avec la fabrication d'un concentrateur "low cost".

Le problème qui va se poser est au niveau des raccords. Je ne sais pas quelle sera la pression dans la tuyauterie, mais il se peut qu'une soudure à l'étain ne soit pas suffisante en raison de la température. Il existe d'autres types de soudure, mais c'est tout de suite plus cher et plus difficile à mettre en oeuvre (brasure à l'argent, soudure à l'arc).

Les mécaniciens de l'asso ont-ils des pistes sur ce sujet? Y a-t-il des valeurs en terme de pression et de température pour savoir vers quelle solution se tourner?

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Altab
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Altab » Lun Mai 18, 2015 8:45 am

C'est l'étape la moins avancé il me semble pour l'instant, tu pourras peut être trouver plus d'info sur le wiki

Tuyau en cuivre pourquoi pas, faudra trouver une solution plus durable pour le prototype mais pour le démonstrateur ça peut être pas mal, vérifier avec température et pression comme tu l'as déjà dit.
"On ne résout pas un problème avec les modes de pensée qui l’ont engendré." A.E.

Fabien
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Fabien » Mar Mai 19, 2015 7:26 pm

Alors après vérification, la brasure sur cuivre "classique" à l'étain va être trop juste, la température de fusion de l'étain étant de 250°C.
ça suffira peut-être pour le démonstrateur s'il n'atteint pas cette température, mais il faut tout de même prévoir une marge de sécurité.

En cherchant d'autres types de matériaux compatibles avec les températures théoriquement atteignable, je suis tombé sur ce site, qui parle des chauffe-eau solaire : http://www.portail-solaire.com/Circuithydraulique.html.

Il y a pas mal de truc intéressants, comme un comparatif de différents types de tuyaux et les température maximales supportées, ou ils parlent de vase d'expansion, je ne sais pas si c'est prévu d'en mettre un, où si la plomberie doit être sacrément solide à cause de la pression du caloporteur... Ils parlent aussi du caloporteur (d’ailleurs, on reste sur de l'eau ou il faut en viser un avec une meilleur conductivité thermique, insensible au gel et qui n'a pas de risque de corroder la plomberie?).

Je ne sais pas jusqu'à quel point le sujet a été étudié.

J'épluche le wiki et ce forum pour éviter d'aborder des sujets déjà discutés ^^

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Altab
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Altab » Mer Mai 20, 2015 7:14 am

C'est bien d'aborder les sujets, il n'y avait pas de discussion sur la plomberie, c'est au bon endroit !

Concernant le fluide c'est de l'eau, c'est plus trop négociable, notre objectif avec le démonstrateur : cuire des patates avec la vapeur :D

On est en contact avec Jean Boubour il nous a déjà donné de nombreuses pistes ! :idea:
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Ororo
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Ororo » Mer Mai 27, 2015 11:40 am

@alain attention jean boubour, sans g!

@fabien merci de lancer le sujet plomberie! il s'agit d'un aspect sensible sur lequel nous n'avons pas encore trop réfléchi mais qui nécessite d'être précis.

en gros, le couple température/pression est fixé par les propriétés physiques du fluide. plus on souhaite monter en température et plus on doit monter en pression. ce qui fait qu'il faut bien dimensionner la chose si on ne veut pas se retrouver avec une cocotte minute géante qui risque d'exploser...
pour cela, un site qu'il peut être intéressant d'utiliser: http://www.tlv.com/global/FR/calculator/steam-table-temperature.html

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Cywil
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Cywil » Mer Mai 27, 2015 12:13 pm

Pour éviter l'explosion, on pourrait envisager de placer judicieusement une (ou plusieurs) soupape de sécurité.

Par ailleurs, est-ce que des capteurs de température serait utiles? (à coupler avec l'arduino?)

Fabien
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Fabien » Mer Mai 27, 2015 8:51 pm

Je pense les capteurs seraient utiles pour l'aspect "visuel".
Quand le démonstrateur fonctionnera, et que toutes les patates auront été mangées (!) il faudra bien montrer qu'on obtient le résultat attendu.

Nous en avons discuté brièvement avec Hugo, il faudrait peut-être mettre une hélice entraînée par la vapeur ou un truc de ce genre...

J'essaye d'aborder la question de façon différente, en partant du principe que ce qui parle aux gens, ce sont les chiffres.
Si on met un manomètre, on peut déjà montrer qu'on a une pression non négligeable, et si on arrive à entre trouver un à aiguille (avec en plus des graduations, des échelles de couleur pour la pression), ça peut être cool.

Ensuite, un thermomètre indiquant la température de l'eau pourrait être intéressant. Intéressant non seulement pour ceux qui viendront voir le concentrateur avec une idée en tête ("oui oui on arrive bien à atteindre cette gamme de température, regardez le thermomètre") mais aussi pour le quidam qui sait que le point ébullition de l'eau c'est 100°C, 200°C/250°C ça sera "beaucoup" (et ça sera suffisant pour impressionner, même si le but n'est pas d'en mettre plein la vue mais de marquer les esprits parce qu'on a un truc fonctionnel).

Je ne sais pas s'il pourrait être envisageable de mettre un dispositif permettant de mesurer et d'afficher la quantité de vapeur produite (si on a une soupape qui laisse s'échapper de la vapeur, autant pouvoir dire "on en a produit telle quantité"). Mais à part faire une centrale vapeur open source (xD) je ne suis pas sûr qu'on trouvera une utilisation non-industrielle autre que la cuisson (ce qui peut être déjà très fun, il faudra prévoir les paniers de cuisson vapeur et des recettes :D).

Ce que je "crains" (je mets des guillemets parce qu'au fond je m'en moque, je trouve que le projet en lui-même est suffisamment riche comme ça!), c'est que des gens viennent voir le concentrateur et se disent "ouai bah c'est une bande de jeunes (et de moins jeunes) qui s'ennuie et qui a construit un truc super mais qui ne sert à rien". Parce que c'est loin d'être le cas...

Des idées? :)

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HugoF
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar HugoF » Jeu Mai 28, 2015 8:41 am

C'est super de réfléchir à tout ça!

Bien garder en tête que pour les démonstrations publiques itinérantes, nous n'allons pas monter en pression donc on devra rester à des températures proches de 100°C, 110°C. Ce qui se traduira par un débit d'eau plus important pour emmener la chaleur produite avant qu'elle ne s'accumule.
Ça n'empêche pas de compter les watts qu'on produit pour démontrer l'utilité (et ça fera même plus de Watts car à moindre température de fonctionnement, moins de pertes thermiques).

Pour les utilisations finales (chez le "client"), par contre il faut imaginer que chaque installation soit personnalisée. En fonction des usages, et en partant du même objet de départ (un ensemble de miroirs et des documentations/programmes pour les optimiser en fonction des besoins), il sera possible d'adapter température, type de fluide (donc pression), fluide en boucle ou circuit ouvert, stock pas stock, fours ou moteurs, sources d'appoint ou non (quand il fait pas beau), etc.

Sachant aussi qu'on se prévoit 2016 et 2017 pour développer (ou trouver en open source ailleurs) les équipements d'usage qui pourront recevoir la chaleur produite par le concentrateur (quel que soit le fluide) : fours et moteurs. (et autres?)

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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar Guillaume F » Dim Juin 14, 2015 7:00 pm

Quel serait le diamètre du tuyau ?

Dans le domaine hydraulique, il existe un principe très utilisé : le raccord bague + olive
ça éviterait les problèmes de soudure.
Et si on veut faire prendre des virages au tuyau, on utilise des raccords coudés à 90°, 45°...
http://www.hydrokit.com/recherche-produ ... he=raccord
Pièces jointes
serveimage.jpeg
serveimage.jpeg (21.79 Kio) Consulté 2468 fois

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HugoF
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar HugoF » Dim Juin 28, 2015 8:33 pm

Bonne info !

diamètre extérieur du tube absorbeur : 48,3mm

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remyb
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar remyb » Mar Jan 12, 2016 10:35 pm

Un idée pour la configuration de l'absorbeur :
Le tube extérieur absorbe les rayonnements. La sortie est connecté à ce tube extérieur
L'entrée se fait via un tube intérieur. Ce tube parcours toute la longueur. Il est percé de petits trous, et, à l'extrémité, un coude à 45° (éventuellement tromqué) sert de trop-plein.
A priori, cela doit pouvoir se faire avec des té et coude standard :
tube_absorbeur_raccord.jpg
Coté entrée/srotie
tube_absorbeur_raccord.jpg (37.58 Kio) Consulté 2188 fois
tube_absorbeur_extremite.jpg
Extrémité "fermée"
tube_absorbeur_extremite.jpg (88.82 Kio) Consulté 2188 fois


Fonctionnement :
Si on met une très petite quantité d'eau en entrée, elle suinte part les petits trous, tombe par gravité sur la partie basse de l'absorbeur, se vaporise avec de remonte vers le haut. On obtient une mise en service très rapide, même avec une faible puissance captée.
Avec une quantité plus importante, le nombre de petits trous augmente. Le débit de vapeur augmente (sous réserve que la puissance captée soit suffisante). La vaporisation reste répartie sur toute la longueur du système, ce qui, à mon avis, permet d'exploitée au mieux la répartition de la chaleur.

Avec une très grande quantité d'eau en entrée, le trop-plein va entré en action. On peut même aller jusqu'à un fonctionnement "eau chaude" (sortie non vaporisée). Vu les sections importantes, les pertes de charge devraient être faible...
Dans le cas inverse, si l'entrée se fait sous forme de vapeur (ou vapeur humide), c'est encore le trop-plein qui entre en œuvre. Lors du retour, la vapeur est en contact avec l'absorbeur (tube externe), et monte en température.
Dans ces deux cas, les petits trous engendrent des turbulences qui augmente les échanges thermiques entre le fluide et les parois...

A mon avis, un tel dispositif permet d'avoir une plage de fonctionnement très étendue :
  • De faible à forte puissance.
  • De basse température (eau chaude) à haute température (vapeur sur chauffée).
______________________________________________________
remyb a écrit :S'il n'y a pas de solution :idea: , c'est qu'il n'y a pas de problème :!:

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remyb
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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar remyb » Jeu Jan 14, 2016 7:45 pm

Fabien a écrit :Alors après vérification, la brasure sur cuivre "classique" à l'étain va être trop juste, la température de fusion de l'étain étant de 250°C.
Il existe aussi de la brassure d'argent. Le point de fusion est autour de 600 - 700°C... Mais c'est sans doute plus cher !
______________________________________________________
remyb a écrit :S'il n'y a pas de solution :idea: , c'est qu'il n'y a pas de problème :!:

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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar pachama » Mar Jan 19, 2016 1:00 pm

Bonjour,

Personnellement, pour faire de la plomberie au cuivre facilement, je préfère la méthode du collet battu: ça demande un outillage assez réduit et simple, le coût des raccords est assez faible, et c'est assez dur de se planter, c'est le joint qui fait l'étanchéité sur le collet donc le collet n'a pas besoin d'être parfait.
J'ai fait un raccordement d'eau avec cette méthode pour la première fois il y a deux ans, et c'était bien plus simple que ce que je pensais.

Sinon le cran au dessus c'est la soudure/brasure, il faut un chalumeau spécial (la soudure ne fond pas bien juste avec un petit chalumeau à gaz), mais les raccords sont encore moins chers.

A+
Benoît.

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Re: A propos de la "plomberie"

Messagepar remyb » Ven Jan 13, 2017 8:10 am

Une doc qui contient pleins d'info sur les tuyauterie en cuivre (resistance en fonction de la température, etc...)
http://fr.coppercanada.ca/pdfs/28f.pdf
(elle est en "canadien"... C'est à dire en francais mais avec les unités de mesures nords américaines)
______________________________________________________
remyb a écrit :S'il n'y a pas de solution :idea: , c'est qu'il n'y a pas de problème :!:


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