projet étudiant, besoin d'informations sur les transferts d'énergies

Bonjour, je suis étudiante en design produit. Actuellement je suis sur un projet qui me demande de créer un produit destiné aux maisons à énergies positives.

Avec mes camarades de groupe de projet, nous nous sommes dirigés vers la conception d'un îlot de cuisine dans lequel nous comptons inclure différents modules tels: des plaques chauffantes, une hotte aspirante, un évier avec égouttoir, des rangements ainsi qu'une poubelle.

Dans ce projet nous avons choisi d'inclure la notion de récupération des énergies gaspillées dans la cuisine. Pour cela nous avons décider d'exploiter ces énergies par le biais du principe d'écosystème, soit une sorte de cycle de recyclage des énergies.
Nos différentes idées de réutilisations seraient:
convertir l'air aspirée par la hotte en électricité pour alimenter les des lampes reliées au système.
récupérer l'eau condensée de la vapeur d'eau aspirée par la hotte.
faire en sorte que un conduit d'eau passe sous les plaques chauffantes afin d'apporter une aide au chauffage de l'eau de l'évier
intégrer des rangements dont les portières et tiroirs permettent de créer de l'énergie cinétique.

Donc à partir de là j'ai quelques questions à poser concernant les quantités d'énergies récupérées:

> quelle quantité d'air aspirée par la hotte faudrait-il pour créer une certaine quantité d'électricité ? (en l'occurrence pour alimenter des petites lampes ici)

> quelle quantité d'eau peut-être récupérée par une hotte ? (si on fait bouillir une casserole d'eau pour 2 personnes par exemple)

> quelle quantité d'électricité puis-je produire avec le mouvement des portières et tiroirs des rangements?


j'ai une dernière question également dont je n'ai toujours pas réussi à trouver de réponses claires: selon vous, est-il possible d'adapter le principe de digestion anaérobie avec récupération du biogaz dégagé par les déchets, à l'échelle d'une poubelle dans une cuisine chez un particulier ? quelle quantité de biogaz pourrait-être récupérée ?

en vous remerciant d'avance !

Oulah, drôle de projet que celui ci

Mais pourquoi pas.

> quelle quantité d'air aspirée par la hotte faudrait-il pour créer une certaine quantité d'électricité ? (en l'occurrence pour alimenter des petites lampes ici)
Euh, je comprends pas le principe, tu veux produire de l'électricité par qu'elle moyen? une sorte de dynamo?
attention à l'intérêt, utiliser de l'électricité(moteur de la hotte) pour produire de l'électricité, c'est une hérésie
De plus sa veux dire que tu ne peux pas éclairer ton plan de travail si tu n'extrait pas d'air...

> quelle quantité d'eau peut-être récupérée par une hotte ? (si on fait bouillir une casserole d'eau pour 2 personnes par exemple)
Ici, tu ne peux évaporer maximum la puissance de tes plaques. La puissance latente d'evaporation de l'eau est de 2500kJ/Kg.
> quelle quantité d'électricité puis-je produire avec le mouvement des portières et tiroirs des rangements?
Même réaction, drôle d'idée, mais, pareil, je ne saurais pas te dire Combien, mais pour l'approche, j'imagine que ce sera une sorte de dynamo. Tu as la longueur de débattement de ton tiroir, la diamètre de ta poulie, a toi de calculer la vitesse de rotation de l'arbre et la durée. Ainsi que l'utilisation type

faire en sorte que un conduit d'eau passe sous les plaques chauffantes afin d'apporter une aide au chauffage de l'eau de l'évier
Ok, mais ou se situe la production d'eau?
Une micro accumulation sous l'evier? ou un ballon centralisé pour toute la maison?

récupérer l'eau condensée de la vapeur d'eau aspirée par la hotte.
Tu va faire quoi avec les condensats?

Alors je viens de me rendre compte que je me suis trompée concernant la production d'électricité par la hotte
Il ne s'agit pas de produire de l'électricité grâce à l'air aspirée mais en fait de savoir, quelle quantité de condensat peut-on récupérer par la hotte afin de les réutiliser pour produire de l'électricité via une petite turbine? Et si ce système est applicable, quelle quantité d'électricité pourrait être produite grâce à cette turbine ?
Cette électricité serait destinée à alimenter des petites lampes situées sur la hotte (donc allumées seulement au moment de l'utilisation de la hotte pendant la cuisson d'aliments. Et si la production d'électricité est importante, pourquoi ne pas la réutiliser pour alimenter d'autres appareils situés sur l'ilot par exemple.


Concernant la production d'eau, elle se situe dans un ballon centralisé dans la maison.


Bon je récapitule la totalité du fonctionnement de l'ilot car je n'ai pas été très claire dans mon message précédent:

Commençons par la hotte: le principe est de récupérer les vapeurs d'eau dégagés par la cuisson des plats. L'eau se condense, et le condensat passe par une turbine pour produire de l'électricité, finalement le condensat termine son acheminement vers un bac où il y aurait des plantes.

Concernant l'évier: nous avons le conduit eau chaude et le conduit eau froide. Or nous avons pour idée de créer un 3ème conduit relié au conduit d'eau froide, qui passerait ensuite sous les plaques de cuisson pour être chauffé, pour ensuite revenir vers le conduit d'eau chaude de l'évier afin d'aider au chauffage de l'eau.
Autre principe: la récupération de l'eau gaspillée de l'évier > placé un réservoir sous l'évier équipé d'un capteur de saleté > si l'eau est récupérable, elle sera filtrée puis stockée dans un autre réservoir pour être réutilisée pour les plantes ou pour laver le sol par exemple
> si l'eau est trop sale, alors elle sera évacué.
autre principe: situer le capteur dans l'évier même, qui captera le taux de saleté dès le contact de l'eau avec l'évier pour ainsi venir ouvrir une vanne pour laisser l'eau se diriger vers un réservoir où elle sera filtrée ou la laisser se diriger vers l'évacuation si le capteur détecte trop de saleté.


dernière chose: nous comptons inclure plusieurs turbines dans les conduits d'eau afin de pouvoir créer de l'électricité qui serait stockée dans une sorte de batterie pour servir à alimenter d'autres appareils par la suite.

j'espère que je suis un peu plus claire que dans le message précédent!

merci de m'avoir répondu !

Oulah, Tu est un grand utopiste ^^
Désolé, mais, je suis pas méchant dans le post, juste un peu piquant ^^

Admettons que deux plaques électriques de 2kW fassent bouillir de l'eau. le débit d'eau serait de : (si les deux plaques sont a fond, et qu'il n'y a pas de couvercle.
sachant que Q[kJ] = M * Lv : P[kW] = Qm * Lv.
Donc : Qm = P/Lv.

Ça nous donne : (2*2) / 2500 = 0.0016 kg/s soit : 5,76 kg/h, équivalent a 5,8l/h environ
Et ce sur une faible période dans la journée, allez, admettons que la personne fasse des soupe maison ts les jours tu as maximum 2heures de condensation plein pot dans la journée.
Sinon, tu peux faire une approche avec le diagramme psychrométrique, a condition de savoir a qu'elle température tu condense dans le tube.

Pour faire tourner une turbine, il te faut il me semble, débit et pression.
La pression tu peux l'avoir de façon gravitaire, mais il va falloir trouver une turbine adaptée, ou prévoir un stockage et utiliser la turbine des que c'est rempli.
A toi de trouver la solution.
Pour l'association en série me parait peu probable a cause d'une manque de hauteur certain pour bénéficier de l'énergie potentielle ( due a la différence de hauteur cf. bernoulli )
Et pour la reutilisation de l'electricité, qu'elle serait la tension, et la capacité de stockage de tes batteries(12VCC)? et la tension de réutilisation (220V alternatif) si c'est cela il te faudra un onduleur avant de réinjecter l'électricité sur le réseau de la maison, ou de le destiné a la revente (a l'heure actuelle c'est plus rentable que de le réutiliser soi même)?

Concernant le second point, la récupération de la chaleur des plaques, l'idée me plait mieux.
Mais comment tu fait circuler ton eau sous les plaques (Naturellement avec la pression du robinet, ou avec un circulateur?)
Si naturel, il n'y a pas toujours de tirage d'eau en meme temps que la cuisson, (je fais rarement ma vaisselle en meme temps que je cuisine, mais bien une heure après).
Comment tu contrôle le point de mélange avec 3 tubes?

Ci c'est une circulation forcée, tu pourrais utiliser un système comme le solaire, sauf qu'il s'agirait d'une régulation en fonction des plaques électriques. mais ça implique un ballon avec double serpentin. un circulateur de plus, ainsi qu'une panoplie de régulation complète.


3° point :
La récupération de l'eau.
Sur quels critères te baseraient tu pour savoir si elle est sale?
La couleur? l'opacité? le taux de déchets lourds?
Pourquoi ne pas travailler sur la pollution de l'eau? plutot que sa propreté?

Ouh la la !!!! d'accord avec RPN !!!!! très très très utopiste !!!!!!!!!

missenergy a écrit:
Commençons par la hotte: le principe est de récupérer les vapeurs d'eau dégagés par la cuisson des plats. L'eau se condense, et le condensat passe par une turbine pour produire de l'électricité, finalement le condensat termine son acheminement vers un bac où il y aurait des plantes.
La vapeur des hottes est chargée de graisse. Ton système s'encrassera et ne marchera pas longtemps. Et là, je ne parle pas du débit très très faible comme calculé par RPN...

Concernant l'évier: nous avons le conduit eau chaude et le conduit eau froide. Or nous avons pour idée de créer un 3ème conduit relié au conduit d'eau froide, qui passerait ensuite sous les plaques de cuisson pour être chauffé, pour ensuite revenir vers le conduit d'eau chaude de l'évier afin d'aider au chauffage de l'eau.
Autre principe: la récupération de l'eau gaspillée de l'évier > placé un réservoir sous l'évier équipé d'un capteur de saleté > si l'eau est récupérable, elle sera filtrée puis stockée dans un autre réservoir pour être réutilisée pour les plantes ou pour laver le sol par exemple
> si l'eau est trop sale, alors elle sera évacué.
autre principe: situer le capteur dans l'évier même, qui captera le taux de saleté dès le contact de l'eau avec l'évier pour ainsi venir ouvrir une vanne pour laisser l'eau se diriger vers un réservoir où elle sera filtrée ou la laisser se diriger vers l'évacuation si le capteur détecte trop de saleté.
Capteur de saleté, ça n'existe pas à ma connaissance. La saleté peut être éventuellement comparée à la turbidité de l'eau qui quantifie la charge en particules dans l'eau. Sinon, c'est de l'eau usée, impossible à réutiliser sans un traitement digne d'une station d'épuration, même pour laver le sol. Ton capteur (si il existe) ne saura pas détecter une eau marron par exemple !
Ton 3ème tube pose également quelques soucis :
si il n'y a pas d'eau chaude de tirée au lavabo, tu vas monter dangereusement en température (risque de brulure) et en pression (ça veut dire mettre une soupape !). Trop dangereux...

dernière chose: nous comptons inclure plusieurs turbines dans les conduits d'eau afin de pouvoir créer de l'électricité qui serait stockée dans une sorte de batterie pour servir à alimenter d'autres appareils par la suite.

Une batterie sur des petites turbines ne pourra certainement stocker que du 12 ou 24V continu. Tu ne devrais pas pouvoir faire grand chose avec ça, mise à part peut être un peu d'éclairage ?

j'espère que je suis un peu plus claire que dans le message précédent!

merci de m'avoir répondu !

Faire une cuisine à énergie positive, c'est quasi impossible, vu que c'est un lieu très énergivore dans la maison. Je crois que tu n'as pas intérêt à ne raisonner que sur la cuisine.
Il faut que tu réfléchisses sur l'ensemble de la maison. Par contre, tu peux faire ton projet en disant que tu va récupérer de l'énergie sur l'ensemble de la maison mais que tu ne vas l'utiliser que sur la cuisine, car c'est un poste énergivore, blablabla.... Puis ça te permet de faire un estimatif des gains plus facilement.

Pour t'aider dans ta réflexion, voici quelques pistes à explorer :
- panneau photovoltaïque sur la toiture pour l'électricité des plaques électriques.
- panneau solaire pour le stockage d'eau chaude.
- petite éolienne pour l'élec aussi.
- puit de lumière pour l'éclairage de la cuisine.

Bon courage

Ou alors,
Pourquoi pas le développement d'un petit four solaire a l'échelle domestique, plutôt qu' industrielle tel que ça existe a l'heure actuelle.

* Inconvenient, Obligation de présence de soleil. Inutilisable si le logement n'a que des ouvertures au nord (comme ça pourrait être le cas dans le collectif) et obligation de faire a manger durant la journée, donc pas forcément compatible avec une activité professionnelle