Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

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Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Dim 10 Mai 2015, 10:32

Bonjour groupe!

Une fois mon système RIMS terminé, j'avais besoin d'un autre projet à me mettre sous la dent.  Bien sûr, l'idée du système Keg, avec ses nombreux avantages, était dans ma ligne de mire.  Mais encore une fois, c'est l'aspect budget qui m'a amené vers une autre idée:  Celle de la chambre froide afin de bien contrôler la température de fermentation.  J'ai bien sûr une cave qui est habituellement entre 19-22c, mais je voudrais avoir des températures plus vers les 16c pour diminuer au maximum les "off flavors".

C'est un post sur ce forum qui m'a mis la puce à l'oreille...  Pourquoi pas utiliser les modules dans les glacières portables à 12v pour se faire une chambre froide?  Pas besoin de gaz spécial, de tubulure soudées, juste une petite plaque de céramique et deux heatsinks...  10 minutes plus tard, je trouvais sur Ebay des plaques TEC1-xxxx (où xxxx est un code de produit avec les specs) pour quelques dollars, livraison inclue, et 2 heatsinks à 10$ chaque.  

Le temps d'attendre les pièces, j'ai construit la boîte.  Fait à noter: j'ignorais que les panneaux de styromousse étaient aussi dispendieux!  20$ pour une feuille de 2x8 !  Finalement, ce sont ces panneaux qui auront coûté le plus cher dans ce projet!

Bref, une boîte:


Une fois les pièces reçue, on se fait un petit montage et on teste le tout...  Côté froid: 16c, côté chaud: 33,8c





Puis on se fait un petit montage:




La plaque sera donc coincée entre les deux heatsinks...


Et l'assemblage final...





Pour ce projet, j'ai pris un heatsink qui est utilisé pour des ordinateurs de type Pentium 1 (socket 7).  Ces processeurs utilisent seulement 3,3v et génèrent une chaleur minimale.  Le peltier, lui, utilise 90 watts et génère beaucoup de chaleur.  Et la technologie Peltier fonctionne selon le principe que plus le côté chaud est froid, plus le côté froid sera également froid.  Bref, plus le heatsink côté chaud est efficace, plus le système sera efficace.  Dans mon cas, le heatsink n'est vraiment pas à la hauteur, il est incapable de faire sortir toute la chaleur ce qui fait que lorsqu'il est installé à la boîte, il a été incapable de faire baisser la température à moins de 18c (température externe de 20c).

La version 1 du projet se résume en un échec, mais apprenant de mes erreurs, j'ai commandé d'autres pièces afin d'améliorer l'efficacité du refroidissement côté chaud.  C'est donc un système de refroidissement à l'eau qui remplacera le système de refroidissement à l'air.

À suivre...

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  LaTaupe le Dim 10 Mai 2015, 11:51

Beau petit projet !

J'avais déjà pensé aussi utiliser l'effet Pelletier pour une chambre à Lager, seulement, je crois que ça prend beaucoup plus de puissance que 90 watt pour refroidir efficacement. Pour garder une température de 16 degré c'est probablement réalisable avec 1 ou 2 éléments Pelletier supplémentaire mais ce serait sans doute impossible de maintenir une température de 5-10 degré pour une lager selon moi.


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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  steve painchaud le Dim 10 Mai 2015, 16:43

Belle tentative. Intéressant de voir ta démarche et ton côté fonceur.

Donnes nous des nouvelle du model 2.0.

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  userzero le Dim 10 Mai 2015, 16:46

Lâche pas! Quand c'est trop facile, c'est pas plaisant!


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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Dim 10 Mai 2015, 19:23

LaTaupe a écrit:mais ce serait sans doute impossible de maintenir une température de 5-10 degré pour une lager selon moi.

Tout à fait d'accord et loin de moi l'idée de me rendre à ces températures. Je veux simplement régulariser ma température pour mes ales (surtout l'été).

Lors de mes recherches, j'ai trouvé les deux extrêmes. En cherchant "Homebrew Peltier", j'ai trouvé plusieurs forums indiquant: "J'ai essayé, mais ça n'a pas fonctionné." Sans donner plus de détails sur leur méthodologie et/ou technique. De l'autre côté, on retrouve sur Youtube une certaine quantité d'exemple où la personne utilise un Peltier pour fabriquer des gouttes de glaces en moins de 7 minutes.

On pourrait donc imaginer qu'il serait théoriquement possible de créer un congélateur avec ce système. En pratique, une diminution de 10 degrés par rapport à la température ambiante serait très acceptable!

Le peltier est capable d'une différence d'environ 20 degré entre le côté chaud et froid. Puisque la température ambiante est de 20c, on pourrait, si on retirait 100% de la chaleur sur le côté chaud, avoir une température de 0c côté froid. En réalité, c'est loins d'être le cas, car l'échange de température entre le solide et l'air est très inefficace, donc la température côté chaud sera toujours plus élevé. Si ce côté atteint plus de 40c, c'est à ce moment que le côté froid va être plus chaud que la température ambiante (FAIL!) C'est pour cette raison que j'ai l'intention d'utiliser un système de refroidissement à l'eau, qui permet un transfert de chaleur beaucoup plus efficace (sans être parfait). Aussi, je pourrais utiliser un heatsink pour "gamers", qui selon le site, permet de retirer jusqu'à 180 watts de chaleur... Mais ses items se détails à prêt de 100$, ce qui va à l'encontre du but rechercher, soit de faire un truc efficace pour pas cher...



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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  jagged le Dim 10 Mai 2015, 19:40

J'avais déjà fait des recherches intensives sur le sujet pour une chambre de fermentation pour du 40-50L, en résumé, ça prend beaucoup de puissance. Beaucoup d'expériences que je voyais disaient que ça ne marche pas parce qu'il n'y a pas assez de puissance. Le gros problème avec un dissipateur du côté froid c'est qu'il se produit du givre sur le dissipateur de chaleur et ça diminue beaucoup l'efficacité. Le truc était de mettre du gel de silicate dans la chambre de fermentation pour diminuer l'humidité au minimum ou de mettre de dissipateur dans du liquide (contact direct avec le fermenteur en SS). Il y avait 2 ou 3 sites qui décrivaient bien des systèmes fonctionnels. C'est plus de l'ordre du 500 watts que tu as besoin.

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  LaTaupe le Dim 10 Mai 2015, 21:18

En fait je mettrais deux ventilateurs, 1 du côté froid et 1 du côté chaud personnellement, ça aiderait aussi à éliminer la glace.

Et effectivement je pensais plus à 300W mais si Jagged dit 500W, écoute le, il est pamal plus brillant que moi !

Aussi, personellement, si tu rentres dans la manipulation de liquide, je pense que tu t'enfonce dans un sentier compliqué et tu perds de vue ton idée initiale de garder ça simple...

Lâche pas !

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  jagged le Dim 10 Mai 2015, 22:14

500W J'ai lancé ça comme ça de mémoire. Fais des recherches. Ce que je regardais était pour faire 40L de lager, pour tes besoins c'est probablement moins, mais le problème du givre est quand même important.

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Lun 11 Mai 2015, 11:30

*** Édit: J'ai modifié le message car à la relecture, je le trouvais condescendant et insultant pour ceux qui ont fait des expériences avant moi. ***


Merci pour vos commentaires, très appréciés et pertinents.

J'ai détecté quelques erreurs potentiel dans les vidéos que j'ai regardé:
- L'un tentait de faire un frigo pour être utilisé à l'extérieur par des jours de 40c.
- L'autre n'avait pour ainsi dire aucun heatsink côté chaud.
- Un dernier avait utiliser le refroidissement au liquide du côté froid.

Tous ses vidéos ont un point en commun, le côté chaud n'est pas bien "maîtrisé". Donc ma déduction va dans le sens qu'en abaissant le côté chaud, on va réussir à abaisser le côté froid. C'est pour cette raison que j'ai investis un autre gros 20$ pour les morceaux afin de tester cette hypothèse...

Un petit test encore ce matin, mon heatsink côté chaud est monté à 45c, définitivement pas bon!  Mon côté froid réussissait tout de même à sortir du 19c (T ambiante de 21); ce qui donnait un léger sentiment de "frais" sur la main.


Alors je mets ce projet sur la glace (lolz) pendant encore deux/trois semaines le temps que les morceaux arrivent.

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Mer 27 Mai 2015, 13:36

En attendant les résultats, voici un petit aperçu des pièces nécessaire pour le projet.

Pour la boîte:
- Une planche d'aggloméré: 9$
- Deux feuilles 2x8 de styromousse d'une largeur de 2 pouces : 20$ x 2 = 40$
- Vis, colle à bois, duck tape (pour faire tenir le tout).

Pour la partie électrique:
- TEC1-12706 Thermoelectric Cooler cooling Peltier 12V 60W module : Environ 4$
(c'est ce que tout le monde utilise, mais moi j'ai pris le TEC1-12710 pour faire différent, même chose, juste 90w ; )
- Power Supply 12v; 300watt. : 50$ flambant neuf (mais vous pouvez en trouver facilement gratuit)

Pour la partie échange termique:
- 2x Heatsink ayant une base minimal de 4cmx4cm; pour avoir un contact sur toute la surface du Peltier: 10$x2 = 20$
- Thermal Paste for CPU Heatsink; pour assurer un bon contact entre les pièces: environ 3$
- Water Cooling Cooler Heatsink For CPU LED TEC1-12706 : environ 5$. Cette partie touche au peltier et permet à l'eau de faire l'échange de chaleur.
- Computer radiator water cooling cooler for CPU heatsink: environ 10$. Un radiateur de la grandeur de vos fans. Habituellement 8cm.
- 2x Computer Fan. Environ 5$ pour les 2. La dimension doit être le même que le radiateur. Je suggère en mettre deux, une de chaque côté du radiateur, pour fournir un meilleur échange.
- Water pump 12v : Environ 5$.
- Tuyau 5/16 vinyl; environ 10 pieds: 3$.

Pour un total d'environ 105$. Je n'ai pas calculé le power supply, parce qu'il est facile de s'en procurer un à très faible coût.

Mais bon, le fait maison, ça n'a pas de prix!

TiPov

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Mer 27 Mai 2015, 20:33

Alors j'ai fait le montage de la version 2 aujourd'hui.  Je n'ai pas les résultats finaux, mais tout semble indiqué qu'ils ne seront pas incroyables...

Aujourd'hui, la température ambiante avoisinait les 25 Celsius dans mon sous sol.  J'ai installé le système et parti la pompe.  Le heatsink côté chaud n'a pas bougé d'un centime et l'eau dans le bocal a tranquillement monté pour atteindre 32 celsius.  Du côté froid, après cinq minutes, il y avait déjà de la condensation qui s'accumulait sur les murs du heatsinks.  La lecture: 3 degré!






Satisfait, j'ai terminé l'installation, mis une cuve d'eau d'environ 15 litres à 30c, question de voir combien vite elle refroidirait.




Et voilà, le système tourne depuis quelques heures déjà et les résultats sont décevants.  La chambre est à environ 21 celsius, soit 4 degré de moins que l'extérieur, et la température du heatsink côté froid est à 17,5 celsius.  L'eau qui était à 35c est maintenant à 30c, mais il est difficile à déterminer si la baisse est attribuable au refroidissement du système ou simplement à cause du temps!

Alors je vais le laisser tourner pendant 24 heures et voir ce que ça donne. Mais j'ai l'impression d'avoir tout simplement pas assez de puissance pour refroidir tout le contenu de la chambre. Un peu comme une personne qui soufflerait dans une baloune, qui serait capable de la gonfler sans problème, mais qui serait incapable de gonfler une mongolfière! (logique, non?) 8P

Et comme dit Jagged, de la condensation, il y en a!!! Il pleut littéralement dans cette chambre!!! Je vais devoir repenser ma façon d'aérer mon heatsink car l'eau tombe constamment sur la fan et disons que c'est pas bon du tout!

À suivre...



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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Sam 04 Juil 2015, 14:59


Alors voilà nous sommes en juillet et donc, temps pour une mise à jour...

Lors de mes tests avec de l'eau inerte, j'ai réussi à descendre cette eau à 10c, alors du coup, l'idée d'installé un PID question de ne pas trop refroidir la fermentation m'est venu à l'idée. Et hop, un mois d'attente plus tard, la boîte était installée et le tout reparti. Et lundi, après ce qui semble une éternité, j'ai fait mon premier test avec une fermentation à l'intérieur. Pour ce test, j'ai abaissé la température de la chambre au maximum (14c) et j'ai abaisser le moût à 18c dans mon frigo question de donner une chance à la boîte. La fermentation a démarrée lentement après quelques heures. La température semblait bien s'équilibrer entre la chaleur dégagée par la levure et le froid fait par le peltier. Mais 24 heures après, la levure a montré de quoi elle était capable et donc, qu'elle était clairement plus performante que le peltier. La température a tranquillement montée pour atteindre aujourd'hui le 23c (48 heures après).

Quelque peu déçu, je me console en me disant que cette même bière, fermentée sans cette chambre froide, serait probablement à 28, voir 30 degré à l'heure actuelle. L'autre point est que cette expérience m'a permis de réaliser à quel point la réaction chimique causé par la levure est intense et dégage de la chaleur.

Ce matin, j'ai pensé à un autre concept, que bien sûr je vais essayer, et dont je vais vous démontrer l'inefficacité... ; )

Présentement, je transfert le froid du peltier sur un heat sink, puis dans l'air ambiant, pour ensuite atteindre ma cuve qui elle va finir par se refroidir. L'idée de la prochaine version est de couper les intermédiaires: Prendre le froid du peltier et le transférer directement dans un bac d'eau. Cette eau va être en contact directe avec la cuve de fermentation (elle va baigner dans l'eau froide). L'échange de température sera donc le plus efficace possible.

Alors donc, encore une fois... à suivre.

TiPov

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  jagged le Sam 04 Juil 2015, 22:36

Les concepts efficaces de peltier que j'ai vu sur internet refroidissaient le liquide avec le contact direct peltier/aluminium et aluminium/liquide. Les deux concepts que j'ai vue sont les contrôleurs de température des fermenteurs coniques de moorebeer et des DIY équivalents ainsi que la tige que tu rentres dans une tourie qui était en kikstarter il y a de cela +- 1 an dont je ne me souviens plus le nom. Si tu passes par l'intermédiaire de l'eau, ça fait plus de masse à refroidir, donc plus demandant. Continue tes essais, c'est un projet qui me trotte toujours dans la tête.




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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  LaTaupe le Dim 05 Juil 2015, 01:08

La tige refroidissante pour la tourie dont tu parles :

http://www.brewjacket.com/

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Re: Projet: Chambre froide avec un élément Peltier.

Message  TiPov le Lun 06 Juil 2015, 20:56

Merci des conseils.

Effectivement les modèles de refroidissement par contact directe semblent prometteur. Sauf que l'idée de base était de faire une "chambre", donc de mettre la tourie à l'intérieur et de pouvoir contrôler la température. On comprend que si je m'éloigne du concept de chambre pour un contact direct, il faudra faire un système pour chaque tourie.

Le principe de l'eau est pour l'aspect pratique. Une cuve un peu plus grande que la tourie, je plonge la tourie dans la cuve, la remplie d'eau et le tour est joué, peu de modifications sont nécessaires. La surface de contact entre l'eau froide et la tourie est appliquée sur la majeur partie de la surface et le contact sera des plus efficace.

Si je prend un bloc d'aluminium avec un contact direct, je crains qu'il y aie une différence de chaleur à l'intérieur de la tourie car il y a très peu de circulation. La lecture de la température va donc être ambiguë. Il faudra isoler la tourie, ce qui veut également dire faire/défaire à chaque brassée pour le nettoyage. C'est sûr que d'avoir un fermenteur en stainless simplifierait tellement les choses, mais je suis contraint aux bonnes vieilles cruches en vitres.

Mais le problème no. 1 pour cette idée, c'est de trouver un bloc d'aluminium fait sur mesure pour ma tourie. J'ai envoyé quelques courriels pour voir le prix des soumissions, mais on s'entend que je ne m'attend pas à recevoir de bonnes réponses. Faire programmer une machine à usiner seulement pour deux blocs de 10 x 10 x 4cm... Soit ils vont dire non, ou me demander un prix exorbitant.


TiPov

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