Poele de Masse.Petit Habitat:CR:Novembre2019
Compte-Rendu de la session de R&D de Novembre 2019 concernant la mise au point d’un Poêle de Masse pour du petit habitat de type Tiny House.
De nouveaux matériaux disponibles nous ont fait partir sur un conception et des tests plus simples.
1. Résumé
| Dates | Participants | Objectifs |
|---|---|---|
| Début : 21 novembre 2019
Fin : 22 novembre 2019 |
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2. Sujets Traités
2.1. Définir géométrie d’un foyer pour une charge de 3kg de bois
Calcul préalable : masse de bois
L’objectif de puissance restituée du PDM est de 800W moyen sur 12h.
En effet, 3kg de bois sec contient 12kWh d’énergie qui sera libéré lors de la combustion (supposée idéale). On suppose ici un pouvoir calorifique de 4kWh/kg
Ebois = 3kg x 4kWh/kg = 12kWh
Le rendement visé sur l’ensemble de la flambée étant de 80%, l’accumulateur pourra stocker et restituer 9,6kWh.
Estockée = 12kWh x 0,8= 9,6kWh
L’accumulateur sera conçu pour restituer de manière la plus "lisse" possible cette énergie sur une période de 12h, ce qui correspond à une moyenne de 800W
Pmoyenne restituée sur 12h = 9,6kWh / 12h = 800W
Base du foyer : section carrée de 20cm x 20cm
Il faut donc concevoir un foyer de 3kg de bois, ce qui est une toute petite charge. Nous voulons que cette charge brûle vite et intensément pour en assurer une bonne combustion.
On choisit des bûches de 25cm pour l’instant, qui permettront un foyer plus compact et moins allongé qu’avec des bûches de 33cm.
En refendant du chataîgner en buchettes de petites sections d’environ 5cm de diamètre maximum (toujours pour assurer une bonne combustion), on a pu valider qu’un foyer ayant une base de 20cm x 20cm permettait bien un chargement de 3kg de bois.
Foyer vide, section 20cm x 20cm
Foyer rempli avec charge de 3kg de bois (buchettes de longueur 25cm)
Masse du foyer
Masse d’une brique d’injection
N’ayant pas de balance pour peser les briques d’injection du foyer, nous avons déterminé leur masse de façon théorique.
Notre calcul estime une brique d’injection PRSE v2 SV60K à environ 4,237kg
mbrique injection PRSE v2 SV60 ≈ 4,237kg
Ce calcul reste à valider en pesant plusieurs briques et en moyennant les valeurs.
Masse d’une brique SV40
Les autres briques de foyer utilisées ont le grade SV40 et non SV60. De plus leur épaisseur est de 60mm au lieu de 90mm
Masse inertielle
Voici la composition des rangées de notre foyer :
- rangée 1 : 6 briques SV60 de 4,2 kg chacune
- rangée 2 à 5 : 5 briques SV60 de 4,2 kg chacune
- rangée 6 et 7 : 5 briques SV40 de 3,2 kg chacune
On trouve un résultat d’environ 140kg
Ceci n’inclut pas la sole du foyer, les briques supports du foyer, les dalles de fermetures et la métallerie (porte, plancha, etc…)
L’objectif était d’obtenir un ordre de grandeur de la masse du poêle avec cette géométrie.
Disons que c’est suffisamment lourd pour que ce ne soit pas déplaçable en un bloc par une seule personne non outillée…
2.2. Concevoir et réaliser un PDM avec foyer de 3kg, minimaliste
Modélisation Sketchup
Documentation à effectuer :
- Fichier SketchUp à réaliser : voir le ticket #10
Montage à sec
Pour pouvoir tester rapidement, le foyer de 3kg a été monté sans mortier (à sec). Seuls des serres-joints avec des cornières dans les 4 angles ont été utilisés pour tenir l’ensemble du foyer et réduire les espaces entre briques.
Remarque : afin de limiter les découpes et les chutes de briques, nous n’avons pas recoupé certaines références comme les briques d’injection.
2.3. Tracer sa courbe de restitution : Puissance en fonction du Temps
L’assemblage du premier prototype a été fini en fin de semaine le vendredi après-midi. Nous n’avions pas le temps pour réaliser une prise de mesure régulière, dans la durée, qui permette de tracer la courbe de restitution de chaleur.
Seuls quelques points de mesure ont été réalisés, à retrouver dans ces fichiers :
La courbe de restitution détaillée est donc reportée à la prochaine session.
2.4. Evaluation qualitative des performances de ce PDM
Malgré tout, nous avons réalisé une flambée, un peu en guise de célébration, et aussi pour avoir une idée de la qualité de la combustion. Certes l’évaluation ne vaut pas grand chose puisque réalisée à l’oeil : nous pouvions uniquement nous baser sur l’observation des fumées en sortie du conduit de cheminée.
Belle surprise puisque nous n’avons observé aucune fumée : depuis le démarrage jusque à la fin de flambée.
Cependant, l’absence de joints et de régulateur de tirage nous laissent penser que l’excès d’air devait être très important et que les fumées et imbrulés, sans doute présents, devaient être bien dilués et donc moins visibles à l’oeil.
Seul un analyseur de combustion nous permettra de trancher.
3. Suivi
3.1. Temps Passé
| Date | Heures | Participants | Actions |
|---|---|---|---|
| 21 novembre 2019 | 2h | Guillaume Augais, François Courtois | Conception foyer simplifié, porte modulaire et définition des objectifs de la fin de session |
| 22 novembre 2019 | 7h | Guillaume Augais, François Courtois | Realisation du foyer simplifié et premières mesures |