• yasin

Un poele pour la production d'eau chaude


Mise à jour du 2019-10-11 :

Article migré sur le nouveau site. Toujours beaucoup de demande pour des poeles qui chauffent de l'eau. Nous améliorerons ce poele bouilleur quand le Batchblock V2 sera au point. N'hésitez pas à nous contacter si vous êtes intéressés par ce genre de système.


Mise à jour du 2018-04 :

Après un ramonage complet du poele, il s'est avéré qu'il était plein de suie (carbone en poudre). Le tirage est maintenant bien meilleur et au lieu de 70 minutes pour chauffer l'eau, il faut plutôt compter 40 minutes.


1. Un poele dédié à la production d'eau chaude sanitaire

Ce chauffe-eau à bois, encore appelé poele bouilleur, sert à chauffer directement l'eau à l'intérieur d'un cumulus.


Le principe d'utilisation est simple :

On fait une flambée dans le Rocket Stove. L'eau du cumulus est directement chauffée. Pas d'échangeur ni de circuit secondaire.

Une fois l'eau suffisament chaude, on arrête la flambée. L'eau chaude est disponible par le réseau d'eau sous pression de la maison. Pas de différence à ce niveau là par rapport à un cumulus électrique.

Le poêle est isolé (photo de droite antérieure à l'isolation du poele), ce qui lui permet de garder l'eau chaude pendant un certain temps.


Le développement initial a été réalisé par l'association Les Outils de l'Autonomie. Le tutoriel de fabrication est disponible sur cette page. Nous poursuivons le développement conjointement.



Les objectifs du développement sont :

  1. Améliorer le rendement de combustion et le rendement total sur l'eau (combustion x récupération de la chaleur par l'eau).

  2. Permettre un chargement par lot (Batchblock !) pour chauffer en une seule fois toute l'eau.

  3. Permettre une sortie des gaz directement par le mur (sortie "en ventouse").


2. Expériences..



Quelle énergie faut-il pour chauffer de l'eau ?

Chauffer 1kg d'eau (quelque soit sa température initiale) de 1°C demande 1000 calories soit 1,16 Wh.

Si l'on veut échauffer 100L d'eau de 40°C, il faut donc fournir une énergie Q = 1,16 x 100 x 40 = 4,6 kWh.

4,6 kWh correspond à l'énergie moyenne contenue dans 1kg de bois. Donc si on arrive à brûler 1kg avec un rendement de combustion proche de 100% et si on arrive à transférer toute cette chaleur à l'eau (rendement de récupération sur l'eau de 100%) alors, théoriquement, on peut échauffer 100L d'eau de 40°C avec seulement 1 kg de bois !


Les tests effectués :

Début Septembre 2017, nous avons analysé la combustion du poêle, le rendement global et le rendement sur l'eau.


Méthodologie :

On teste l'humidité pour vérifier qu'elle soit inférieure à 20%. Il faut fendre le bois et mesurer immédiatement l'humidité à coeur avec l'humidimètre.Le bois est pesé, mesuré. Les sections utilisées mesurent entre 2x2x25 cm et 4x4x25 cm environ.On mesure la température de l'eau initiale, puis l'évolution des températures au fil du temps.


Résultats :

  • 40°C d'augmentation de température de l'eau (de 16 à 56°C) en 70 min et avec 2,5 kg de bois.

  • Rendement total moyen d'environ 90%.

  • Rendement sur l'eau de 23%.

  • Température moyenne des fumées en sortie : environ 130°C.

  • Monoxyde de carbone : entre 1500 et 2000 ppm en moyenne, mais très très variable.



Commentaires :

À première vue, on ne comprend rien au graphique..!

En y regardant de plus près, on voit que le rendement total (en rouge) ne descend quasiment jamais en dessous de 90%. C'est excellent. Les températures des fumées en sortie de cheminée (en bleu foncé) varient autour de 130°C. Excellent aussi.

Le tirage en fin de flambée était de 1.3 Pa.. autant dire quasiment rien ! Les Rockets Stoves fonctionnent très bien avec des toutes petites cheminées d'évacuation. C'est un gros point positif : pas besoin de cheminée conventionnelle, une sortie ventouse avec deux mètres de conduite verticale suffisent.


Là où ça fait mal :

Premièrement, la combustion n'est pas stable. Pour point de référence, la norme EN15250 est à 3000 ppm (particules par million) de CO en "moyenne". Ici, le taux de monoxyde de carbone varie beaucoup. En moyenne c'est dans la norme mais pour un Rocket Stove en pleine flambée on devrait être autour de quelques dizaines de ppm.


En cause :

  • le Rocket Stove avec le tube de chargement incliné est une mauvaise idée. Mieux vaut utiliser un Rocket Stove en "J". La zone de combustion y est beaucoup plus localisée ce qui évite les emballements et les deux coudes apportent un meilleur mélange des gaz;

  • Pas d'isolation de la cheminée interne du Rocket Stove et une forme carrée qui empêche la formation d'un beau vortex.

Deuxièmement, il faut recharger le Rocket Stove assez régulièrement. Toutes les 10 min environ.


Troisièmement, 2,5 kg de bois ce n'est vraiment pas beaucoup, mais le rendement sur l'eau n'est "que" de 23%. En d'autres termes, 23% de l'énergie sert à chauffer l'eau. Le reste correspond aux pertes liées :

  • À une combustion incomplète;

  • À la température et à la quantité de gaz en sortie de cheminée;

  • À la chaleur qui chauffe la pièce plutôt que l'eau.C'est à dire qu'en théorie on pourrait utiliser environ 4 fois moins de bois pour chauffer le même volume d'eau.

En cause :

  • Le Rocket Stove et le cumulus ne sont pas isolés donc une grosse partie de la chaleur chauffe la pièce plutôt que l'eau;

  • Le cumulus à l'intérieur est trop petit. Il n'a pas assez de surface de contact avec les gaz. En isolant l'extérieur du poele bouilleur, on pourrait au moins doubler le volume du cumulus : passer de 50 à 100 voir 150L de réserve d'eau.


3. Conclusion :


Pour améliorer ce modèle, les prochains tests inclueront un Batchblock à la place du Rocket Stove. Un plus grand volume d'eau et une isolation de l'ensemble.


Mais restons sur terre : c'est déjà un très bon poele bouilleur : Bon rendement de combustion et sur l'eau. Simple à construire. Simple à utiliser.


En comparaison, la combustion est déjà bien meilleure que certains poeles bouilleurs vendus en Europe pour les habitations hors réseaux. Dans ceux-ci le feu est fait directement en dessous du cumulus dans un petit foyer. Les flammes se refroidissent directement au contact du cumulus et la combustion des gaz est très incomplète.


Le coût de ce genre de système dans le commerce tourne autour de 2000€..

Dans le reste du monde, des systèmes aussi simples (ou même plus complexes) mais beaucoup moins efficaces sont utilisés :


Âne Bouilleur utilisé en Australie. Rendement sur l'eau surement inférieur à 5% et pollution très importante. Tous droits réservés à : Johanna (josworld) travelblog.org/Oceania/Australia/Queensland/blog-418376.html

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