Le refroidissement ⇒ refroidissement en boucle

[One-Way]

Tout d'abord un grand merci à tous pour vos multiple réponses!!

Je tiens tout d'abord à souligner que si je souhaite diminuer la consommation d'eau, ce n'est pas par soucis d'économie financière ( quoi que c'est toujours bon à prendre) ni que je fasse parti d'une organisation écologiste anti-gaspillage. J'aimerais tout simplement essayer de réduire au maximum la proportion d'eau utilisée à d'Eure fin que le breuvage en lui même.

plusieurs solutions ont été testé sur le forum :

"active"

• via un système de tirage ou un groupe à eau glacée : mais pas assez de puissance sur un groupe tireuse, et autrement, ce n'est pas à la portée de l'amateur
• via un radiateur ou ventilo-convecteur (type radiateur de voiture) : fonctionne, mais tu seras limité par la température de l'air
• ...

Passive

• en jouant sur l'inertie d'une réserve d'eau (récup eau pluviale), éventuellement complétée de pains de glace. Compte à minima 5 à 10 fois le volume brassé pour être correct.
• via une boucle de tube enterrée dans le sol (compte maxi 15/20 W par mètre de tube)
• en refroidissement naturel : tu places ton fermenteur (fermé) à l'ambiant, ou encore mieux, le cul dans un ruisseau/fontaine/baignoire
• ...

En règle générale, on constate qu'il faut 2 à 3 fois plus d'eau que le volume à refroidir si on fonctionne en écoulement libre. Si tu dépasses cette valeur, pense à brider le débit d'eau. Sachant que tu peux réutiliser l'eau de refroidissement pour faire la vaisselle, arroser les fleurs (une fois froide), voire pour rebrasser ...

Merci pour tes info.
J'ai effectivement vu quelques systèmes avec la récupération des eaux de pluie. le problème étant que je ne dispose pas d'énormément de place donc peut de possibilités de stockage. L'idée d'utiliser un système d'échangeur serait pas mal, mais je n'ai pas trouvé de discussion à se sujet.
Les autres systèmes par contre, seraient beaucoup plus simple a mettre en oeuvre!

si tu as 30 l à 100 degres et que tu veux en faire 30 litres a 25 degrés, il te faut 450 litres de flotte a 20•°C pour refroidir
ou 225 litres à 15°
ou 150 à 10°C
ou 90 à 0°C

ou 50000 à 24.95°C, ce qui complique le rechauffage d'une piscine a coup de brassins de 30 litres....

Merci pour tes calculs!
Je me rend compte du volume qu'il me faudrait ou de la T° que mon liquide devrait avoir. Comme je le disais précédemment je ne dispose pas d'énormément de place donc je vais essayer de faire un système le plus compacte possible.
Je ne sais pas si je suis passé à côté, mais avez vous vu une discussion sur la réalisation des systèmes avec des refroidisseurs ou échangeurs?

[Raph]

Ça me parait étrange aussi. Sur 20l, j'utilisais environ 50l sortie du réseau (12°C?). Sur 500l, environ 1500l d'eau. On est loin du facteur 5 ou 7.5 du calcul.

[One-Way]

Ça me parait étrange aussi. Sur 20l, j'utilisais environ 50l sortie du réseau (12°C?). Sur 500l, environ 1500l d'eau. On est loin du facteur 5 ou 7.5 du calcul.

Donc si j'utilise une eau à 6°C il ne faudra que 25litres pour refroidir 30 litres de liquide?

[Alpaca]

Ça me parait étrange aussi. Sur 20l, j'utilisais environ 50l sortie du réseau (12°C?). Sur 500l, environ 1500l d'eau. On est loin du facteur 5 ou 7.5 du calcul.

Donc si j'utilise une eau à 6°C il ne faudra que 25litres pour refroidir 30 litres de liquide?

Non. Tu divises par 2 le volume et la température en degrés celsius. Ca n'a aucun sens. 6°C ce n'est pas la moitié de 12°C. Dans ce cas, il faudrait 0 litre d'eau à 0°C et -8 litres d'eau à -2°C (salée pour ne pas geler)? Un volume ne peut pas être négatif, une température si. Il faut utiliser la température en Kelvin, et encore, je ne suis pas sûr qu'on puisse diviser comme ça.

[Aed]

si tu as 30 l à 100 degres et que tu veux en faire 30 litres a 25 degrés, il te faut 450 litres de flotte a 20•°C pour refroidir
ou 225 litres à 15°
ou 150 à 10°C
ou 90 à 0°C

ou 50000 à 24.95°C, ce qui complique le rechauffage d'une piscine a coup de brassins de 30 litres....

450x20 + 30x100 = 450x25 + 30x25
avec ce calcul tu considères que l'eau de refroidissement sort à 25°c, ce qui n'est heureusement pas le cas, donc ton calcul est bien trop pessimiste
on peut faire le calcul en °C tant qu'on est strictement positif, sinon on passe en °K, ou en prenant un 0 arbitraire vu que c'est un linéaire

[-alf-]

avec ce calcul je considere surtout le titre du topic, refroidissement en boucle

donc je me tape un peu de la temperature qui rentre qui sort et quand et comment, ce qui m'interesse c'est le point d'equilibre a 25°C.
du coup en considérant que le brassin a la meme densité et chaleur massique que la flotte, et qu'un litre d'eau liquide a la meme masse 0 à 100°C ,hypotheses fausses mais admissibles au regard des precisions des instruments de mesures dont on dispose et de la precision que j'attend dans une bière.

quant a passer en °K avec un zero différent du zero celsius qui doit etre a 273.25K, je vois pas l'interet. surtout pas pour sortir ou entrer avac des temperatures d'eau négatives,
d'abord parce que ca bouche les tuyaux et fusille les pompes,
mais aussi parce que si on taquine les chaleurs latentes de changement d'état, va falloir que je pose les equations

sinon si qqun veut le refaire, mon calcul, je demande que ca. ce serait pas ma premiere erreur

[lafleur44]

Il -y-a la solution du dry cooler aussi, je vous laisse le soin de chercher sur le net! mais je dois reconnaitre que c'est pas la solution la plus économique!
l'échangeur /radiateur de voiture cité par Penn-Maen s'approche du principe du dry cooler.


Seb

[-alf-]

un truc malin pourrait etre de jouer non pas avec la capacité thermique massique du liquide de refroidissement, mais avec son changement de phase...

utiliser des glacons, quoi.
il faut 4185 joules pour passer 1 kg de flotte liquide de T°C à T+1°C
il faut 333550 joules pour le faire passer de 0°C solide a 0°C liquide
au lieu d'un grand bac de mettons 225 litres d'eau a 15°, on pourrait avoir un glacon de moins de 30 kilos (je neglige les echanges hors changement d'etat)...

le souci c'est que le glaçon, il faut se le faire au congel, ou aller l'acheter à la glacière, et ca bouffe du petrole. ou etre en laponie et boire de la lappin kulta dans une tasse en bouleau

il faudrait donc trouver un matériau dont le point de fusion est au dessus de la temperature ambiante de la pièce ou on travaille, et en dessous de 80/100°C temperature initiale de notre brassin.

la paraffine est notre amie. Température de fusion, quand mélangée a de la stéarine (donc de la bougie) comprise entre 50 et 60°C
enthalpie de changement de phase 200 000 J.Kg-1

donc le serpentin de refroidissement passe dans un bain de paraffine (mettons 50 kg) qui va jouer le role de glaçon de 100°C jusqu'a 60 ou 50°C, puis travailler comme un bain de liquide une fois le changement de phase terminé (attention, la paraffine est deux fois moins efficace que l'eau en chaleur massique spécifique, autour de 2000J.Kg-1K-1)

j'invente rien, http://lyceejdarc.org/autodoc/cours/001 ... entde.html

une fois le refroidissement terminé, la paraffine va doucement se refroidir, et refaire son passage a l'etat solide si le local est à moins de 50°C... en plus ca fait un radiateur à inertie...

sinon, on peut faire avec de la graisse de canard, si on aime pas les bougies

bon, au final, tout ca se fait pas sans perte d'enthalpie du système, hein, faut pas croire que l'energie se crée a partir de rien. un jour la terre va finir plantée dans le soleil, qu'elle soit encore un vol habité ou non.

[Catuvolcos]

Io, ça bouillonne ici !

Le calcul de alf est juste, que l'on travaille en Kelvin ou pas (vu que ce qui intervient dans le calcul, ce sont des différences de température). Par contre oui, il n'est pas possible d'extrapoler les résultats.

Par contre ce calcul ne reflète pas la réalité. Le système thermodynamique qui correspondrait serait une énorme masse d'eau dans laquelle on viendrait plonger la marmite pleine de moût, et on attendrait que ça s'homogénéise. En gros, on est dans le cas où on refroidit sa popote dans la baignoire (une baignoire adiabatique, la classe !), et du coup on voit rapidement pourquoi c'est nul comme technique.

Ce qui est pratique avec l'échangeur c'est qu'on utilise bien plus efficacement le liquide de refroidissement. En effet, le premier volume d'eau que je vais y balancer va monter jusque quasiment 100°C (et donc aura monté de 80°C, quand dans le cas précédent, on montait de 20 à 25 : captage de chaleur 16x plus efficace !), le deuxième mettons 90 etc. et donc globalement, pour arriver à la même température finale de moût, je me retrouve avec un liquide en sortie de refroidisseur qui est en moyenne bien plus chaud que dans le cas précédent, et donc avec un volume nécessaire bien moindre.

Par contre si tu veux recirculer ta flotte, il faut que tu sois capable d'extraire les calories que tu as filées à ton eau, sinon tu te retrouves virtuellement dans le cas de ta baignoire et ses +100L d'eau nécessaires. Et le moyen d'extraction va dépendre du temps que tu veux accorder à ton système.

T'as 30L de moût à passer de 100 à 25°C , donc 4185*30*(373-293)= 10 MJ à dissiper

Si tu veux refroidir en 10 min (600s), il te faut un matos te permettant d'extraire 10*10^6/600= 16,7 kW

[Penn-Maen]

il faudrait donc trouver un matériau dont le point de fusion est au dessus de la temperature ambiante de la pièce ou on travaille, et en dessous de 80/100°C temperature initiale de notre brassin.

la paraffine est notre amie.

Le chocolat et le beurre aussi

sinon si qqun veut le refaire, mon calcul, je demande que ca.

P = m.Cp.dT
M(mout) = quantité de moût / durée refroidissement souhaité ---> en kilogramme par seconde
Cp = 4185 J/kg.K (3850 exactement, coté moût, mais en prenant celui de l'eau, on se donne une petite marge sur le calcul)
dT = delta refroidissement moût

On fait le calcul coté moût, on obtient P.
On fait le calcul inverse pour l'eau [ P / (Cp.dT) ], ce qui nous donne le débit d'eau nécessaire.
On multiplie ce débit par la durée du refroidissement, et on obtient la masse (~volume) d'eau utilisée.
Selon le type de refroidisseur, le dT moyen sur l'eau peut aller de 30/40°C (serpentin) à 80°C (RAP ou CCC).
Ce qui aboutit, mécaniquement, à un volume d'eau de refroidissement compris entre 1.5 et 3 fois le volume de moût. Forcément, avec un serpentin, si l'écart de température au secondaire est très faible, ça augmente le volume.