Copalp Corp - ECS thermodynamique - AIR/EAU - Copalp

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copalp
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Copalp Corp - ECS thermodynamique - AIR/EAU - Copalp

Message par copalp »

Voilà la présentation de la fabrication en cours d'un ballon ECS thermodynamique.


PAC ECS AIR / EAU (bientôt en fin de chantier !).

Puissance à + 3°C / + 50 °C : 3500 kW .
COP compresseur seul à + 3°C / + 50 °C : 3.8

Compresseur rotatif Panasonic PS 148 D.
Fluide frigorigène R22 actuellement, R290 (propane) à l'étude.

Evaporateur à air ventilé : Luve Contardo BHS26 (2050 W).
Evaporateur/surchauffeur supplémentaire en convection naturelle.

Puisage des calories : vide-sanitaire de 57 m2 ; (volume de 70 m3 environ).

Condenseur à plaque Ciat EXL 4.14.
Circulateur Salmson NSB 04/15 (puissance : 20 W ; débit 200 l/h à 1 m)

Circulation de l'ECS du ballon directement dans l'échangeur à plaque.

Image
Vue d'ensemble : compresseur,
échangeur à plaque, déshydrateur + voyant, bouteille anti-coup de liquide
et le circulateur en attente de raccordement. Le détendeur n'est pas
visible sur cette vue. Une modification est en court : raccordement du
compresseur par flexibles souples pour limiter les vibrations et le bruit


ImageImage
Evaporateurs ventilé et non ventilé montés en série.

D'autres mesures restent à effectuer : température d'eau maximale
atteignable, COP global ; évolution de la température du vide sanitaire ;
consommation cumulée etc...
Le raccordement définitif au ballon ECS n'est pas encore réalisé.

Ca y est, j'ai avancé !
La mise au point et les mesures sont finies, reste plus qu'à raccorder la PAC au ballon.

J'y ai passé un peu de temps mais elle est vraiment optimisée aux petits oignons ... Je me rend compte que chaque machine ayant un environnement différent il faut toujours passer du temps pour les réglages.
Cela explique en partie les COUACs qu'on peut lire sur le forum : les installateurs cherchent la rentabilité et n'ont pas le temps de pinailler !

J'ai réglé les problèmes de vibrations grâce aux raccords flexibles sur le compresseur : resultats stupéfiant, c'est le silence !
J'ai aussi changé le circulateur ECS (complètement à gauche de la photo) pour un plus puissant avec meilleur rendement : c'est un NSB10-15 de Salmson (puissance 50 W ; débit 1300 l/h à 1m).

Image

L'échangeur à plaque (condenseur) sur lequel est raccordé le circulateur est isolé (polystyrène extrudé + mousse caoutchouc noire)

Devant l'échangeur, le voyant de liquide et le déshydrateur (noir).
Au centre, à l'arrière en gris, la bouteille anti-coup de liquide : les compresseurs rotatifs sont très sensibles aux coups de liquide.

Devant en noir, c'est le compresseur rotatif Panasonic PS148D.
Complètement à droite vers le haut on voit le pressostat Haute Pression qui fait la régulation de température sur l'eau.

Au fond tout en haut, c'est l'évaporateur ventillé. Il y a un deuxième évaporteur non ventillé qui sert à ajouter un peu de surchauffe aux gaz.
En bas devant l'échangeur à plaque, c'est le thermomètre pour faire des mesures et les réglages. Au pied du compresseur, il s'agit d'un wattmètre/compteur d'énergie pour les mesures.

Le raccord rapide et le tuyau d'arrosage c'est provisoire !

Image

Voici le tableau électrique de contrôle et de proctions électriques :
de gauche à droite : le disjonsteur 2A du circuit de commande, le compteur d'énergie pour suivre la consommantion, le disjoncteur moteur pour protéger le compresseur des surcharges, le contacteur de puissance, la temporisation réglable anti-court cycles (à changer car elle ne "voit" pas les micro-coupures sur le secteur). En bas à gauche en jaune, le condensateur de marche. En haut en noir, le condensateur de démarrage.

Les performances :

Température de sortie d'eau : 57 °C maximum.
Puissance thermique : 3200 W en moyenne.
Puissance électrique consommée tout compris: de 700 à 1000 W selon la température de l'eau.
COP : de 4.2 à 3.2 selon la température de l'eau. Valeur moyenne : 3.7, soit 73 % d'économies par rapport à un cumulus électrique !
Température d'évaporation : 7 °C. Surchauffe : 6 K.
Température de condensation : variable selon la température de l'eau, 59 °C maximum.
Débit d'eau dans le condenseur : 550 litres/heures.

Voici le schéma sur l'eau :
Image
Un intérêt certain est que je peux utiliser n'importe quelle cuve. Seul le trappon est modifié pour y incorporer un tube plongeur pour injecter l'eau réchauffée.
J'ai d'ailleurs remarqué que le trappon est commun à plusieurs marques de ballons : le 200 litres le + bas de gamme de "bricotruc" à 90€ est compatible avec le cher DeDietrich !

S'il y a des questions, j'essayerais d'y répondre ...
Modifié en dernier par copalp le jeu. oct. 05, 2006 9:20 am, modifié 3 fois.
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Chanbon
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Message par Chanbon »

Bonjour Copalp,

chapeau :D Les performances sont en plus au rendez-vous, bravo !

A+
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pyroaction
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Message par pyroaction »

Copalp, tu puises les calories dans ton vide sanitaire, cela revient à dire que tu recraches du froid dans ce vide sanitaire. Après quelques heures de fonctionnement, tu n'auras plus rien à puiser? Comment cela fonctionne?
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Message par louis266 »

salut,
Les bras m'en tombent! ! ! ! ! ! ! Chapot.
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copalp
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Message par copalp »

Merci les gars, n'en jetez plus ! :oops: :oops:

j'obtiens ces résultats, qui m'ont étonnés moi-même, grâce à plusieurs facteurs favorables, et qui malheureusement ne seraient pas généralisables pour une production industrielle :

- J'utilise un compresseur rotatif dont les performances m'ont bluffé (j'en ai eu 2 pour 15€ à la ferraille :lol: )

- L'échangeur à plaque est une rolce et coûte très cher (500€ pour 3.7 kW en condenseur). Cependant, bien qu'en inox, il n'assure pas le double échange réglementaire entre le fluide frigo et l'ECS. Personnellement ça ne m'inquiète pas du tout, sachant qu'on ne boit pas l'ECS :P

- La température moyenne dans le ballon atteindra 53°C environ. La température maxi de sortie de cette PAC est 57°C "seulement", logiquement les légionnelles sont tuées vers 55°C. Mon ballon ne fait que 200 l, donc l'eau est bien renouvellée chaque jour et est réchauffée par la PAC les nuits et pendant les 2 heures creuses de l'après midi. Je n'ai donc pas prévu de résistance additionnelle.

- Je puise les calories dans mon vide sanitaire très humide (pour ne pas dire régulièrement inondé) et très constant en température : 12°C mini à 18°C maxi. Cela est favorable à une température d'évaporation relativement élevée (7°C actuellement, je prevois 1°C en hiver) avec assèchement du lieu (fonction déshumidificateur :wink: ).

Le vide sanitaire fait 70 m3. La dalle supérieure est très bien isolées (7 cm de polystyrène extrudé) donc l'essentiel du flux de chaleur naturel provient des murs enterrés (non isolés) et du sol. Le but n'est pas de refroidir mon plancher chauffant au dessus :!:

Je considère utiliser 80 % de mon ballon ECS tous les jours. Il faut donc élever 160 l d'environ 40 K toute les 24 h. Ca fait 7430 Wh soit 310 W en moyenne. Avec cette faible puissance je ne pense pas que la température varie de plus de 2 ou 3 degrés.
Dans les conditions ci-dessus, le temps de fonctionnement par 24 h de la PAC devrait être d'environ 2h30 seuleument !

L'idéal serait d'envoyer l'air vicié et chaud de sortie de VMC dans le vide sanitaire plutôt que sur le toit ... ce n'est plus possible chez moi :cry:
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juju
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Message par juju »

bravo :wink: et encore bravo :wink:
je me suis bricolé un p'tit truc aussi pour chauffer mon garage, et comme je suis a la retraite j'ai aussi fait une bricole pour mon chauffe eau.... mais c'est de tres tres loin inferieur a votre travail. J'ai utilisé du R290 (propane) car c'est vraiment economique et le resultat n'est pas trop mauvais. il faut juste faire un peu plus attention car c'est plus explosif :cry: .......... mais pour les inquiets les frigos ou congelateurs actuels utilisent le R600A ou isobutane
je recherche les photos
juju
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Message par juju »

bonjour
le diagramme du R290

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Message par copalp »

j'ai aussi fait une bricole pour mon chauffe eau...
Alors là Juju tu en as trop dit :!: On veut en savoir plus :D
Il n'y a aucune honte à bricoler :idea:
En plus c'est plutôt courageux d'utiliser le propane (en grosses quantité ça peut quand même être imprudent ...)
J'avais bien prévu de passer mon ECS au propane, mais pour l'instant je vais la tester un certain temps au R22 (il lui en faut environ 700 g). Mon vide sanitaire étant peu aéré, j'ai un peu le trac d'utiliser un gaz explosif. Même si mon installation est actuellement parfaitement étanche (je l'ai contrôlée au détecteur électronique qui reniffle 1g/an de fuite !) il y a toujours du gaz qui s'échappe lorsqu'on raccorde les flexibles de charge :oops:
Le R290 (propane) est un gaz très performant pour nos applications : il remplace très bien le R22 sans les inconvénients des HFC (R407C, R410A, R404A, R134a ...etc), si ce n'est qu'il explose :roll: .
Merci pour le diagramme de Mollier, mais je l'avais déjà :wink: [/quote]
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Message par copalp »

C'est l'anniversaire de ma petite PAC ! Tout va bien ...

Le bilan au bout d'un an du 13/10/06 au 13/10/07 :
- Consommantion électrique annuelle = 675 kWh exclusivement en HC, soit 40 € !
- Consommation électrique annuelle du temps du cumulus : 2318 kWh.
- COP annuel : 3,43.

Température du vide sanitaire : de 10 °C mini à 17 °C maxi. Influence du puisage de calories sur sa température : baisse d'environ 1 à 2 K.

Que du bonheur !

Améliorations possibles : utiliser des ventillo faible conso/bon rendement pour l'évaporateur. Utiliser un circulateur avec un moteur à bon rendement. Gain probable : 7% environ.
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Message par Chanbon »

Bonjour Copalp,

quand tu dis COP de 3.43; c'est comptant le cumulus ?

A+
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jobarjo
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Message par jobarjo »

Petite question: Comment as tu soudé les tubes en cuivre à l'échangeur à plaques?
N'est ce pas un échangeur en inox avec raccord fileté en inox?

Merci
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Message par Michel-First »

J'ai brasé un echangeur à plaque ciat de 40kw ,ca fait 4 ans qu'il fonctionne sans probleme,sauf à la commande,il a fallu leur renvoyer à culoz l'original percé car les raccordements ne correspondaient pas.Ca devait etre du genre 1pouce et demi pour les 2 fluides.
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Message par stephk »

Pour quelle utilisation ton échangeur à plaques de 40 Kw ?
THOMASFROID
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Message par THOMASFROID »

Super ton installation , je pense faire le mien au 134a...travail plus haut ! :roll:
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Message par Daniel 65 »

THOMASFROID a écrit :Super ton installation , je pense faire le mien au 134a...travail plus haut ! :roll:

Bonjour


Je ne partage pas ton avis. :?:
En premier avec ce type d’évaporateur. il me parait impossible d’évaporer à 7° C avec une température de 18°C :?:


_ Pour chauffer un ballon de 200 litres un compresseur de ¼ hp est suffisant
_Pour améliorer le rendement je supprimerai l’évaporateur ventilé , l’échangeur à plaques et le circulateur.

Je n'ais rien inventé ce système existe .
_Les calories seraient captées sur un évaporateur statique ( grande tôle avec plusieurs serpentins )
_et apportées par un serpentin cuivre à l’intérieur du ballon 200 litres .

Attention au choix du compresseur qui pourra travailler avec une BP variable.
Si l’évaporateur est placé au soleil il est préférable d’installer un système pour limiter une BP trop haute
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