image
image
image

Votre IP : 54.80.148.252
Dernier ajout : 20 octobre
Visiteurs connectés : 22

image Conception
Développé sous SPIP
Informations légales

image
image
Recherche image

Pratiques et Techniques de la Plaisance

image

Accueil du site > Articles > L’électricité à bord > Alternateur d’arbre

Rubrique : L’électricité à bord

__________________________________________________________________________________________________________________

Alternateur d’arbreVersion imprimable de cet article Version imprimable

Publié Juin 2011, (màj Juin 2011) par : Orion   

Copyright : Les articles sont la propriété de leurs auteurs et ne peuvent pas être reproduits en partie ou totalité sans leur accord
S'identifier pour s'abonner par mail

Installation d’un alternateur d’arbre d’hélice quand on y connaît pas grand chose ?
 
Coincé entre le pilote automatique et mon épouse qui protestent tous les deux, l’un parce que la tension des batteries devient trop faible et l’autre parce qu’elle est réveillée par le bruit du moteur ou du groupe que je suis obligé de mettre en route, j’ai décidé d’installer un alternateur d’arbre d’hélice.
 
Avantage escompté : une production de courant très supérieure à la consommation du pilote et du frigo réunis (ma femme, préposée à l’administration des vivres, n’aime pas non plus que je coupe le frigo). L’inverseur le permet sûrement car, moteur arrêté, il est impossible de bloquer l’hélice que ce soit en enclenchant la marche avant ou arrière. L’hélice tourne donc en permanence avec un joli petit ronronnement. (Yanmar 4JH-DTE)

Première partie : la genèse.

  • Quel alternateur ?
     
    Vu les vitesses de rotations envisagées, j’ai identifié trois possibilités :
    • Alternateur à basse vitesse d’excitation ( Valeo-Motorola AL018 ) rejeté pour coût prohibitif ( 900 euros ! )
    • Rebobinage d’un alternateur d’automobile, trop difficile à réaliser compte tenu de mon niveau de compétence.
    • Alternateur à aimant permanent.
       
      • Avantage de ce dernier : pas trop cher (190 euros aux US en août 2008 ), peut faire beaucoup de courrant à basse vitesse de rotation, possibilité d’adapter le stator aux conditions d’utilisation.
      • Inconvénient : pas de régulation possible, il faut impérativement passer par un chargeur capable de gérer des tensions d’alimentation variables sur une large plage, en courant continu et qui accepte une puissance importante. Les chargeurs exclusivement conçus pour les panneaux solaires ne conviendront pas.
         
      • Mon choix s’est porté sur le modèle D-520. http://www.windbluepower.com/
         
        En théorie, sous 12 volts, l’alternateur que j’ai choisi commence à charger vers 200 t/mn, donne 20 ampères à 1000 t/mn et 25 à 2000 t/mn. En testant sommairement à l’aide d’une perceuse, d’une batterie de voiture et d’un contrôleur universel, on constate que cela fait effectivement pas mal de courant à basse vitesse. Evidemment, ça fait aussi du couple ! (je n’ai pas pu dépasser 12 ampères sous 12 volts avec ma perceuse qui, il est vrai, n’est ni très rapide ni extrêmement puissante) Sans charge, toujours entraîné par ma perceuse, la tension est de l’ordre de 50 volts. Difficile de se faire une opinion sur la véracité des performances annoncées par le constructeur car je n’ai rien pour mesurer les vitesses de rotation.
         
  • L’installation.
     
    C’est ici que les problèmes sérieux se dévoilent.
     
    Evidemment, la place derrière l’inverseur n’est pas grande et, de plus, le tourteau se trouve juste à l’aplomb d’une membrure échancrée pour la circonstance : impossible de placer la poulie d’entraînement entre les deux plateaux d’accouplement car son diamètre est bien trop grand. Je suis donc contraint de placer la poulie sur l’arbre, à une dizaine de centimètre à l’arrière du plan. Pour couronner le tout, l’alternateur ne pourra pas être fixé sur le bloc moteur-inverseur à moins d’accepter un porte-à-faux très important et une grande difficulté de réalisation. La platine supportant l’alternateur sera donc solidaire de la coque et non du moteur. Du coup, je gamberge un peu sur les problèmes que cela pose.
     
    • Contrainte sur l’arbre : la tension de la courroie peut théoriquement induire un flambage de l’arbre et exercer une contrainte importante sur le roulement de sortie de l’inverseur . Dans le cas présent le risque est négligeable (arbre inox de 35 mm de diamètre, point de tire situé à 20 centimètres du roulement de sortie de l’inverseur) A tout hasard, faisons néanmoins un calcul approximatif . En charge, la tension de la courroie augmente du coté qui tire. La puissance transmise par la courroie peut être considérée comme le produit de la tension du brin tirant par sa vitesse de déplacement (en supposant que la tension de l’autre coté soit nulle)
      Puissance : à 1000 t/mn (16 t/seconde), l’alternateur donne au maximum 20 ampères sous 12 volts, soit 240 watts.
      Vitesse de la courroie avec une poulie de 6 cm de diamètre : 3,14*0.06*16 = 3 m/seconde
      Tension = 240/3 soit 80 newtons ( 8 kg)
    • Tout ceci est bien entendu théorique car en réalité, il y des frottements et des pertes qui diminuent le rendement et il faut ajouter une partie de la tension à l’arrêt de la courroie. Dans la réalité, pour une tension à l’arrêt de 3 kg, la tension de la courroie du coté qui tire devrait se situer autour de 10 kg, et celle de l’autre coté devrait diminuer vers 2 kg, soit une force totale appliquée sur l’arbre estimée à 12 kilos. (estimation qui n’engage que moi et que j’adopte à l’unanimité) Ceci représente à peu prés la moitié du poids de l’arbre d’hélice. Tirant vers le haut, la courroie va seulement soulager le roulement de sortie de l’inverseur du simple poids de l’arbre. Me voici rassuré !
    • Vibrations du moteur  : Plus ennuyeux à mon avis. Monté sur blocs-amortisseurs, le moteur bouge lorsqu’il fonctionne (vibrations et couple de renversement). La poulie d’entraînement va donc bouger par rapport à la coque donc par rapport à l’alternateur lorsque le moteur sera en marche. (autre raison pour laquelle il vaut mieux fixer l’alternateur d’arbre sur l’inverseur) Ces mouvements semblent faibles (quelques millimètres sur l’axe « arbre d’hélice-alternateur » d’après ce que j’ai pu observer) Dans mon cas, ils peuvent, à mon avis, êtres négligés à condition de ne pas utiliser une courroie trop rigide et de ne pas la tendre à l’excès. J’ai choisi une courroie trapézoïdale étroite (9,5 mm) que je tendrai au minimum. De plus, le serrage de l’alternateur sur le support de réglage de la tension courroie sera, dans un premier temps, léger. Si des efforts de tension important devaient se manifester, la courroie se détendrait. Si à l’utilisation le problème s’avère bien réel, j’envisagerai un dispositif de tension à ressort.
    • Limitée par la place dont je dispose, la poulie d’arbre fait 24 cm de diamètre. Tournée dans de l’aluminium, elle est en deux moitiés serrées sur l’arbre par quatre boulons. La poulie d’alternateur fait 6 cm de diamètre ce qui donne un rapport de démultiplication de 4. Au régime maximum du moteur, compte tenu du rapport de réduction de l’inverseur, la vitesse de rotation de l’alternateur sera de 5500 t/mn. Au ralenti, elle sera de 750 t/mn. L’alternateur est donné pour supporter sans problème 10000 t/mn en continu. Je n’ai aucune idée de la vitesse de rotation de l’arbre sous voile à une vitesse donnée, comparée à celle qu’on observe au moteur.
       
      Les différentes pièces étant réalisées, il n’y a plus qu’à installer l’ensemble !

Trois mois plus tard, c’est installé !

Cela n’a pas été sans mal, mais le système est enfin installé. Les premiers essais ont été réalisés au ponton et limités à 1500 t/minute pour ne pas trop forcer sur les amarres. Les vitesses de rotation moteur et alternateur ont été mesurées précisément au tachymètre laser. La pré-tension de la courroie a été initialement réglée à presque rien. Comme c’est une courroie étroite à V prononcé, elle se bloque d’elle-même dans la gorge par sa tension de charge et ne devrai pas patiner. Cela restera à confirmer en charge importante de l’alternateur.
 
Au ralenti, le moteur a tendance à vibrer sur ses silent blocs et la poulie bouge un peu. La platine sur laquelle est fixé l’alternateur est tenue par deux pattes en plat d’inox de 5 mm d’épaisseur qui lui donnent une relative souplesse en basculement vers l’avant. Ces vibrations sont ainsi bien compensées, l’alternateur et sa fixation vibrant de conserve. Dés 1000 t/mn moteur, il n’y a plus aucune vibration. Entre la marche avant et la marche arrière, le déplacement du longitudinal de l’arbre d’hélice est insignifiant.
 

  • Moteur à 780 t/mn, l’alternateur tourne à 1100 t/mn la tension à vide est de 50 volts.
  • A 1000 t/mn moteur (1440 t/mn alternateur) on a déjà 69 volts
  • à 1500 t/mn moteur soit 2115 t/mn alternateur, on passe les 100 volts. Ces chiffres sont très légèrement meilleurs que ceux donnés par le constructeur dans ses courbes.

    Charge de diversion. C’est une partie plus délicate à concevoir que je le pensais et qui m’a pris beaucoup de temps. J’ai d’abord fabriqué un échangeur eau / résistance en bain d’huile qui fonctionnait, mais la température de la résistance en fil cupronickel à la puissance maxi (300 watts) est trop élevée pour l’huile qui est brûlé à son contact : il aurait fallu un fil résistant beaucoup plus long et donc d’un diamètre bien plus grand pour remédier au problème. Un tel échangeur aurait été trop encombrant.
     
    Je me suis rabattu sur les résistances du commerce qu’on trouve aux Etats Unis : un thermo-plongeur de cumulus en 12 volts. L’idéal aurait été un thermo-plongeur bi-tensions 12V-220V directement placé dans le chauffe-eau, mais je n’ai trouvé que des 12V-110V. J’ai donc du faire un autre échangeur adapté.
     

     
    Deux options de montage sont possibles : Prélèvement d’eau de mer et rejet à la mer de l’eau chaude ou montage en série dans le circuit de chauffage du cumulus par le moteur. La principale différence, c’est la pompe de circulation. Dans le cas de l’intégration au circuit moteur, il faut une pompe qui résiste au liquide de refroidissement à 90° . J’ai fini par en trouver une qui convient sur Internet. Pour l’instant, j’utilise un circuit fermé, séparé de celui du moteur, afin de valider l’ensemble avant d’aller plus loin.

A l’usage , le bilan

Apres plus d’un mois d’utilisation sur le trajet Carentan– Les Canaries (en passant par Port Camargue), je peux tirer un premier bilan.
 
Pour ce qui concerne la puissance électrique fournie, c’est très bon. C’est même malheureusement trop bon dès que la vitesse approche 7 nœuds !

  • A partir de 4 kts, j’étale la consommation (pilote, frigo, ordinateur, lecteur de cd, etc …)
  • A 5 nœuds, je couvre en plus les feux de navigation.
  • A 6,5 kts , le système fournit environ 18 ampères
  • A partir de 7 nœuds, on dépasse les 20 ampères.


 
Le problème qui se pose est alors la température de l’alternateur qui monte au point de cramer le bobinage du stator après quelques heures à ce régime. La raison est double : d’une part l’alternateur ne tournant pas très vite, il est mal refroidi par son ventilateur et d’autre part, ( et amha surtout), comme sa base est celle d’un alternateur standard de voiture Delco 10-si, le volume disponible et le nombre de spires du stator requis pour faire beaucoup de courant à basse vitesse impose une section de fil du bobinage trop fine d’où l’effet Joule important. Ceci m’a coûté un stator qui a été rapidement remplacé. Je coupe donc l’alternateur quand j’utilise le moteur ou quand la vitesse est trop forte. J’ envisage un essai avec un stator d’un autre type. C’est quand même un problème assez gênant et je ne vois pas très bien comment le contourner sans me résoudre à l’achat d’un alternateur régulé au prix délirant.
 
Sur la traversée de l’Atlantique, j’ai bricolé un refroidissement à partir d’un ventilateur de cale. Cela fonctionne, mais ça consomme 4,5 ampères, ce qui oblige à une gestion fine du ventilateur en fonction du vent : en dessous de 4 nœuds on coupe le ventilo, au dessus on le met en route. En revanche, l’intérêt d’un tel alternateur est confirmé : il pourvoit largement au besoin total en énergie.
 
J’ai ensuite changé le stator pour celui à moins de spires (diamètre de fil plus gros) du D512 du même vendeur. J’ai également usiné une virole qui se fixe sur le carter arrière de l’alternateur, que j’ai ajouré de nombreux trous. Sur la virole j’ai manchonné un ventilateur de cale de moindre puissance que le précédent. J’ai ainsi réalisé une ventilation forcée dont le flux d’air circule entre le stator et le rotor. Le résultat, validé entre Panama et Les Galapagos est plutôt bon : En dessous de 5 nœuds il est moins performant, mais au-delà il est bien meilleurs. A 7 nœuds on est à 30 ampères, ce qui me permet de faire marcher le désalinisateur sans mettre le groupe. J’ai même atteins 40 ampères vers 8 nœuds.
 
Le nouveau système de refroidissement donne satisfaction : même à plus de 30 ampères, la température reste raisonnable.
 
Au départ, le ventilateur était directement emmanché dans la virole, mais les vibrations transmises à la coque faisaient un bruit d’enfer. D’ou l’idée d’un manchon en toile taillé dans une vieille toile de taud et confectionnée par mon épouse.
Pour la charge de diversion, mon circuit provisoire risque de rester définitif car il fonctionne parfaitement. Il est constitué d’un circuit d’eau douce fermé qui passe par l’échangeur et par un bidon de 8 litres dans le quel j’ai immergé une pompe de cale qui sert de pompe de circulation. Celle ci est raccordée en parallèle à la résistance du thermo-plongeur, elle se met donc en route automatiquement lorsqu’il y a un courant de diversion. Pour l’instant, la température de l’eau n’a jamais dépassé un cinquantaine de degrés. Evidemment, je coupe l’alternateur si les batteries sont pleines et que la vitesse reste élevé sur de longues périodes (ou alors, je mets le désalinisateur et sa pompe de gavage en route)

En conclusion

Je dirais que celui qui a goûté à l’alternateur d’arbre d’hélice aura du mal à s’en passer. S’il ne rechigne pas à la dépense ou n’est pas trop bricoleur, je lui conseille de choisir un alternateur régulé. C’est cher, mais c’est bien plus facile à installer et à mettre au point.
 
Pour ceux qui se satisferaient d’une dizaine d’ampères, il existe une solution à aimant permanent qui semble être régulé en tension par un régulateur intégré dont j’ignore le principe de fonctionnement. Un exemplaire m’a été donné en Martinique (merci Fred). Je l’ai démonté entièrement pour l’examiner, mais je n’ai pas encore eu l’occasion de le tester.

Caractéristique de mon installation :

Toutes les pièces diverses ont été réalisées avec l’aide et l’outillage de mon amis Laurent, passionné d’usinage et de fraisage.

UP


Répondre à cet article
(pour répondre à un message en particulier, voir plus bas dans le fil)

38 Messages de forum

__________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________

  • 14 juin 2011 04:48, par Barbatruc écrire     UP

    Bonjour Orion,
    Une suggestion, si seulement 50 degrés, pourquoi ne pas mettre la résistance de diversion directement dans un petit réservoir d’eau plastique, 10 litre par exemple dans votre cas, pas d’échangeur et de pompe nécessaire, et peut être assez de production d’eau chaude pour alimenter les besoins de cuisine, vaisselle, petite toilette du matin si le réservoir est situé au environ de la cuisine ou des toilettes… Madame appréciera certainement ;-) , et l’eau sera refroidit par le renouvellement automatique en provenance du circuit d’eau sous pression du bateau. En mettant le réservoir, plein d’eau et étanche à l’air, du coté eau froide « en pression » du système et avec une vanne deux voies sous le robinet d’eau chaude pour choisir entre l’eau chaude de ce réservoir ou celle du chauffe -eau (le dit réservoir devrait résister à la dilatation due à la faible élévation de la température et au 2 bar environ du circuit sous pression, mais je pense que les réservoirs en plastique de qualité en sont capable)… Et pour ceux qui n’ont pas de circuit d’eau sous pression, je suis sur que, en positionnant le réservoir correctement par rapport au réservoir principal, et avec une pompe à pied dédié eau chaude (tiède) cela devrait être jouable, même avec un seul bec verseur… Quelques bouts de tuyau, on élimine l’échangeur et une pompe électrique, moins de choses à surveiller B-), et on améliore le confort quotidien…
    Salutations
    Barbatruc

    Répondre à ce message

    • Orion est en ce moment quelque part très très loin d’une connexion Web et pour quelques semaines encore. Patience pour sa réponse :-)

      Répondre à ce message

    • 16 juin 2011 23:51, par Orion écrire     UP     Ce message répond à ...

      Bonjour, Barbatruc

      Désolé de cette réponse tardive, mais je n’ai qu’épisodiquement une connexion Internet me permettant de suivre le site.

      A l’expérience des dernières étapes, je confirme que cela fait de l’eau chaude, et même parfois trop : avec mon système, je suis obligé de couper l’alternateur car mes 8 litres d’eau atteignent les 80 degrés. Évidemment, il faut une bonne vitesse pendant assez longtemps. Mais l’embêtant, c’est qu’il faut gérer la production : on ne peut pas mettre le système en marche et l’oublier, comme avec des panneaux solaires. Pour cela, il faudra que je monte l’échangeur comme je l’avais envisagé initialement : circulation d’eau de mer. (par prudence, j’ai abandonné l’idée d’un montage sur le circuit du chauffe-eau par le moteur) Je compte le faire selon le principe de refroidissement du frigo que m’a monté Tilikum aux Antilles, à savoir une pompe 24 volts alimentée en 5 volts.
      Ton idée est bonne dans mon cas, car la production d’eau chaude est assez importante. D’ailleurs, mon épouse et moi y songions il y a quelques jours, alors que nous étions dans une situation nautique plutôt inconfortable. L’ennui, c’est que comme la production n’est pas régulière, il faudrait un réservoir isolé. L’idéal serait d’avoir un thermo-plongeur bi-tension 12 V– 220 V sur le chauffe-eau, car, compte tenu de son volume, il n’y aurait pas de souci de surchauffe. Malheureusement, je n’ai trouvé que des modèles 12 volts–110 volts.

      Cordialement.

      Répondre à ce message

      • 17 juin 2011 00:05, par Orion écrire     UP     Ce message répond à ...

        Petit addendum ( je ne suis pas encore bien réveillé :-) )

        Après réflexion, en installant un réservoir de bonne capacité, ton idée devrait permettre de s’affranchir de la gestion de l’alternateur. Je vais y réfléchir sérieusement.
        A+

        Répondre à ce message

        • 20 juin 2011 14:02, par Barbatruc écrire     UP     Ce message répond à ...

          Bonjour Orion,
          Haha la c’est à moi de m’excuser de la réponse tardive… Comme quoi même avec une connexion Internet disponible, les occupations diverses provoquent un manque de temps… Tout simplement. Je crois que l’on va arrêter de s’excuser mutuellement. Chacun peut bien comprendre que si l’on a pas de réponse rapide, c’est tout simplement que l’interlocuteur n’est pas connecter pour des raisons qui sont propres à chacun, à sa vie, à sa disponibilité ou ses envies…
          Pour en revenir au sujet, oui pour un réservoir de capacité un peu plus importante et isolé, d’autant plus que si de l’eau chaude est disponible facilement on en use et abuse même, et donc cela devrait faire un renouvellement d’eau ( refroidissement)…
          Et si besoin par sécurité on peut imaginer d’équiper le réservoir de production d’eau chaude d’un thermostat avec une 2eme charge de diversion …
          Mais reprenons mon idée depuis le début :
            Alternateur  régulation- chargeur de batterie  charge de diversion N° 1 (CDD 1) directement dans le réservoir de production d’eau chaude (bidon de 10 ou 20 litres en polyéthylène) isolé. Voire un ballon d’eau chaude de récupération = > déjà isolé, avec un emplacement pour visser la charge de diversion N° 1 (CDD 1) et déjà équipé (ou adapté au montage) d’un thermostat sur un doigt de gant…
            A l’intérieur de ce réservoir (si pas récupération d’un ancien ballon d’eau chaude) on met une sonde de thermostat à disons 75 degrés C avec un delta de 10 ou 15 degrés C pour reprendre la production à la température de 65 degrés C, ou ce que l’on peut trouver d’approchant. (je suis sur que Fred de Tilikum a cela dans sa caisse à outils)…
            Ce thermostat ferme un circuit qui alimente un relais avec un double contact de sortie, (contact inverseur, un travail et un repos) qui bascule le courant à diverger de la charge de diversion N°1 (CDD 1) vers la charge de diversion N°2 (CDD 2) .
            Relais => Relais automobile 12 V DC ; http://www.conrad.fr/relais_automob... Celui ci devrait convenir, 12 V DC et 150 mA à la commande et 40 et 30 A de pouvoir de commutation du coté puissance… Il en existe de plus puissant au besoin, (on peut aussi en mettre 2 de 30A en parallèle), mais ils sont plus dur à trouver et par conséquent (quelque fois) notablement plus cher… J’ai vu des 40 A (encore assez courant) et des 60 et 80 A pour les climatisations automobiles…
            La charge de diversion N°2 (CDD 2) est celle qui sera monté sur l’échangeur de température que vous avez déjà réalisé et il sera refroidit par l’eau de mer avec l’aide du montage de la pompe (version Fred de Tilikum, pompe Flojet 24V alimenté en 5V) sur un passe coque. D’ailleurs demandez à Fred de Tilikum si on ne pourrait pas carrément se piquer sur la pompe du frigo directement… Je crois cela possible, mais j’ai peur d’un micmac de température de refroidissement avec une double commande de ladite pompe par le groupe du frigo et par la charge de diversion N°2 (CDD 2)…A VERIFIER pour ne pas maltraiter le rendement du Frigo…

          Récapitulons : En fonctionnement, à la fin de charge des batteries, le régulateur chargeur dirige le courant produit par l’alternateur sur la charge de diversion N° 1 (CDD 1) qui va chauffer l’eau du bidon ou ballon, quand l’eau aura atteint la température de consigne (75 degrés C), le thermostat, alimente (ou n’alimente plus et alors pensez à l’inversion des contacts travail et repos… Cela est fonction du type de thermostat que vous avez trouvé, normalement ouvert ou fermé au repos) le relais qui bascule le courant produit par l’alternateur sur la charge de diversion N° 2 (CDD 2) qui est refroidit à l’eau de mer par l’intermédiaire de l’échangeur et sa pompe (ou la pompe du frigo)…
          Puis Madame ou Monsieur prends sa douche, la température du bidon ballon baisse en dessous de la consigne basse et le thermostat via le relais va repasser le courant sur la charge de diversion N° 1 (CDD 1) et cela chauffe a nouveau, (si entre temps les batteries ne sont pas en charge)…
          Tout simple, que du matériel éprouvé, ce qui doit être froid le reste et ce qui doit être chaud l’est aussi, et automatique !!! Tant qu’il y a assez de vent pour faire avancer correctement la barque !!!

          Et :
            Si on utilise un ballon de récupération, le thermostat intégré contient bien souvent déjà le bilame (sorte de contacteur qui remplace notre relais dans ce cas) adéquat en puissance Mais pas toujours la double commutation, inverseur, qui nous intéresse, mais cela se règle là aussi avec le rajout de notre relais automobile 12 V DC ; http://www.conrad.fr/relais_automob... en renfort.
            Et si on utilise le circuit et la pompe d’eau de mer de l’échangeur du frigo, on simplifie encore. Une seule pompe et un seul convertisseur 12V => 5V en service… (plus un autre jeu de pompe et relais en réserve, le convertisseur on peut s’en passer le temps du dépannage).
          Mais :
           Si la pompe lâche, ou le fusible ou un câble… Le frigo aura juste un rendement catastrophique et en final se mettra en sécurité, (Made from Tilikum only), par contre l’échangeur et surtout la charge de diversion N° 2 (CDD 2) ont un pouvoir calorifique suffisant pour chauffer jusqu’à faire fondre ce qui le peut, les tuyaux et cela ça craint…
          Donc sur l’échangeur on colle un thermostat avec une température normale maxi x, (à voir avec la température mesuré sur l’échangeur avec 30 degrés de temps eau de mer et 40 A de débit alternateur voire plus) plus une marge de 10 ou 15 degrés, mais moins que 95 degrés en maximum total. Et un buzzer 110db devrait faire l’affaire…

          Par contre si coque acier ou alu  SKINCOOLING sans hésitation :
            Pas de pompe pour le frigo. Plus de silence, plus de fiabilité.
            L’échangeur de la charge de diversion N° 2 (CDD 2) aura dans ce cas là une pompe de circulation de type chauffage central eau chaude (existe en 12V, consomme presque rien, à vitesse variable donc pas de convertisseur de tension nécessaire, et quasi increvable) avec eau + glycol pour la liaison avec l’échangeur supplémentaire (un serpentin de tube acier ou alu, matériel identique à la coque de préférence) qui lui sera collé avec de la pâte thermique sur la coque. Et l’ensemble va supporter bien mieux et plus longtemps le défaut fonctionnement de la pompe, car Monsieur Thermosiphon ne marche pas trop mal avec une pompe de circulation de chauffage central en rade dans son circuit, contrairement a ce qui se passe avec les autres types de pompe. Mais thermostat et buzzer sont toujours recommandé, pour avoir la connaissance du défaut, bien qu’il n’y ait pas péril en la demeure dans ce cas là, au pire quelque litre d’eau (et de glycol)…
            CAR moins de trou dans le BATO, moins de risque (de beaucoup trop) d’eau dans les fonds !!!

          Ne pas oublier que, dans tous les cas, si la résistance de la charge de diversion est HS, les dégâts peuvent remonter vers l’alternateur… Donc on oublie le système une fois testé et fiabilisé, mais pas trop  Contrôle régulier comme tous les autres systèmes du bord…
          Salutations
          Barbatruc

          PS :Je voulais faire simple en 3lignes… Encore un pavé… Ne tapez pas !!!…

          Répondre à ce message

          • 20 juin 2011 22:46, par tilikum écrire     UP     Ce message répond à ...

            Je valide ! B-)

            et il sera refroidit par l’eau de mer avec l’aide du montage de la pompe (version Fred de Tilikum, pompe Flojet 24V alimenté en 5V) sur un passe coque. D’ailleurs demandez à Fred de Tilikum si on ne pourrait pas carrément se piquer sur la pompe du frigo directement… Je crois cela possible, mais j’ai peur d’un micmac de température de refroidissement avec une double commande de ladite pompe par le groupe du frigo et par la charge de diversion N°2 (CDD 2)…A VERIFIER pour ne pas maltraiter le rendement du Frigo…

            Aucun souci de rendement du frigo, il suffit d’installer la CCD2 en aval du groupe frigorifique, et de piloter la pompe par un simple relais.

            Le débit de cette pompe sous 5 volts est d’environ 2 à 3 litres/minute, ce devrait être largement suffisant.

            J’installe ainsi jusqu’à 4 groupes frigorifiques avec les condenseurs (échangeurs) en série, chaque groupe qui tourne appelant l’unique pompe par un simple relais.

            Il me suffit de ressortir le schéma du groupe d’Orion de mon PC et de le modifier... encore que Dominique est sans doute capable de le faire lui-même ! ;-)

            Par contre j’approuve le système d’alarme du fonctionnement de la CCD2, l’inconnue étant sa résistance à l’agressivité de l’eau de mer dans le temps... ces résistances étant prévues pour de l’eau douce.

            Répondre à ce message

            • 21 juin 2011 08:06, par Barbatruc écrire     UP     Ce message répond à ...

              Bonjour,

              Tilikum dit :
              « Aucun souci de rendement du frigo, il suffit d’installer la CCD2 en aval du groupe frigorifique, et de piloter la pompe par un simple relais. »
              En aval, ça c’est la chose importante !
              « Par contre j’approuve le système d’alarme du fonctionnement de la CCD2, l’inconnue étant sa résistance à l’agressivité de l’eau de mer dans le temps... ces résistances étant prévues pour de l’eau douce. »
              Et la je crois qu’il faut faire attention, l’alarme que je décrit est pour alerter en cas de panne de pompe, vu que les températures du CDD2 peuvent devenir un souci GRAVE en cas de perte de refroidissement. Un trou dans un tuyau = un trou dans la coque, donc action manuelle du marin de quart => fermeture de la vanne de coque concerné.
              Pour ce qui est de la destruction du CDD2 par l’eau de mer (qui elle entraînerait des dégâts du coté électrique de l’installation), c’est effectivement possible, je ne connais pas l’alliage utilisé. Certains boilers ont la résistance électrique dans un « doigt de gant » pour éviter le contact direct de l’eau sur la résistance, cela est une idée, un principe à étudier… Exemple : Prendre le CDD et son tube échangeur comme visible sur la photo http://www.plaisance-pratique.com/I... mais réaliser cela en inox et sans les trous et raccords pour la circulation d’eau, le remplir d’eau ou d’huile, ou d’eau avec un inhibiteur de corrosion, (liquide de refroidissement moteur), et plonger ce tube dans un autre tube inox plus large en diamètre et qui lui sera parcouru par l’eau de mer pour refroidissement. Comme on ne permet pas à l’eau de s’échauffer et que la puissance à dissiper n’est finalement pas si grande, je pense que l’on peut ignorer les problèmes d’expansion du liquide au contact de la résistance…
              Encore du mælström de neurones en perspective…
              Bonne Nuit…
              Barbatruc

              Répondre à ce message

  • 20 juin 2011 23:29, par Orion écrire     UP

    Merci pour toutes ces informations. Je vais réfléchir à tout cela et imaginer une installation, un des problèmes étant la place pour installer un réservoir. Je vais aussi envisager l’installation d’un thérmo-plongeur 12v-110v avec un transfo 110-220 puissant pour l’alimenter. C’est peut être la solution la plus simple : pas de problème de relais et de pompe et volume d’eau de 40 litres.
    Cordialement.

    Répondre à ce message

    • 21 juin 2011 08:18, par Barbatruc écrire     UP     Ce message répond à ...

      Oui Orion, cela serait la solution la plus élégante, mais avec une résistance 12V-220V, car un auto-transfo 110/220 c’est lourd et cela coûte cher… Reste à trouver la résistance 12V-220V, je suis sur que cela doit exister, puisque des 12V-110V existent…
      Ou 2 boilers, celui que vous avez déjà en 220V et moteur, et le second en 12V… Problème de place probablement…
      Brainstorming…
      .... :/

      Répondre à ce message

    • 21 juin 2011 08:44, par Robert écrire     UP     Ce message répond à ...

      Utiliser le ballon d’eau chaude, même s’il fait 40 litres, ne règle pas le problème : comme il bien isolé, il atteindra rapidement sa température de coupure du thermostat et il faudra bien diriger le trop plein de courant ailleurs ...

      En gros, avec 800 watts, mon ballon de 20 litres met 1/2 heure pour atteindre la température de coupure. 40 litres mettront 1 heure, et avec 200 watts (débit maxi de l’alternateur) cela mettra 4 heures. C’est bien trop peu pour une traversée qui dure des jours.

      Répondre à ce message

    • 21 juin 2011 09:30, par Robert écrire     UP     Ce message répond à ...

      L’énergie produite en surplus étant sous forme de courant électrique, on peut la transporter loin. Or un dissipateur thermique à ailettes, ventilé forcée, (pour semi conducteur de puissance, processeurs, etc ...) même pas très grand (20 x20 cm²) fera environ 0.1° à 0.2 C/watt , soit 20-40 °C d’élévation au débit maxi de l’alternateur, et la ventilation forcée (avec éjection de l’air à l’extérieur) ne pose pas de problème puisqu’il y a de l’énergie en trop. N’est-ce pas la solution habituellement proposée par les fabricants de résistances de diversion ?

      Un exemple parmi 1000 autres radiateurs ventilés : 12V 0.2°C/W (75€) : http://fr.farnell.com/fischer-elekt...

      Et la résistance (35€) de diversion plate à fixer dessus : 200W, 0.47 Ohm p.ex. : http://fr.farnell.com/te-connectivi...

      Cela n’empêche pas de chauffer l’eau avant diversion, mais c’est il me semble la diversion ultime la moins compliquée et la plus fiable, posée dans un coffre avec une sortie pour la ventilation, non ?

      Répondre à ce message

      • 21 juin 2011 11:06, par Négofol écrire     UP     Ce message répond à ... Animateur

        Une autre idée : faire fabriquer une résistance en épingle en inox 316 et la monter suivant le principe du keel cooler pour frigo ci-contre dans un passe-coque : tout statique...

        Voir en ligne : http://www.vulcanic.fr/FR/Solutions...

        JPEG

        Répondre à ce message

      • Attention au « derating »
        200W sur support à 25°c pour la résistance, et pour le refroidisseur, il est limité à 65°. On est en ambiance marine avec des contacts thermiques qui peuvent vieillir.

        Sur une solution de ce genre je n’hésiterais pas à sur-dimensionner très franchement. Ne pas oublier qu’en ventilation naturelle (cas de panne du ventilateur) une résistance en boitier aluminium supportant la charge en air libre monte à 300°c. Suivant sa taille une bobinée vitrifiée s’échauffera entre 150°c et 450°c !

        Répondre à ce message

      • 21 juin 2011 14:39, par Barbatruc écrire     UP     Ce message répond à ...

        Bonjour,
        Robert dit ;
        « Utiliser le ballon d’eau chaude, même s’il fait 40 litres, ne règle pas le problème : comme il bien isolé, il atteindra rapidement sa température de coupure du thermostat et il faudra bien diriger le trop plein de courant ailleurs ... »
        Bien sur cela était tout à fait clair dans mon esprit, c’est pour cela que j’ai nommé les charges de diversion ; CDD 1 pour le ballon d’eau chaude et CDD 2 pour le dissipateur complémentaire… Cela quelques soit la capacité du ballon, car d’après les chiffres de Orion on a 40A, voire plus, donc 480W, disons par sécurité 600W (50A) à dissiper…
        « L’énergie produite en surplus étant sous forme de courant électrique… un dissipateur thermique à ailettes, ventilé forcée, résistances de diversion ? … c’est il me semble la diversion ultime la moins compliquée et la plus fiable, posée dans un coffre avec une sortie pour la ventilation, non ? »
        Robert a 100/100 raisons … RRRRRRRRR, J’aurais due penser à cette solution !!! Par contre attention a avoir de la marge pour le radiateur également… Et une surveillance de la température du radiateur et/ou une alarme en cas de panne de ventilateur…
        ... A suivre...

        Répondre à ce message

        • 23 juin 2011 20:28, par Orion écrire     UP     Ce message répond à ...

          Bonjour à tous,
          Impossible de dialoguer en temps réel quand le décalage horaire est de 11 heures et que la connexion est plutôt capricieuse !
          Je ne crois pas que dans mon cas le chauffe-eau se mette à bouillir pour deux raisons. D’abord, 40 ampères, c’est exceptionnel et cela ne dure pas (je le remarque surtout des pics dans les accélérations du bateau sur les vagues, au portant). En moyenne, avec mon bateau chargé pour le voyage, il faut quand-même des vents de 18-20 nœuds pour tenir des vitesse de 7 nœuds en continu. Or, au delà, de 7 nœuds, je réduit en général la voilure pour des raisons de confort et aussi parce qu’à partir de 8 nœuds, l’hélice en moulinet a tendance à caviter et cela génère une vibration qui ne me plait pas beaucoup. En suite, l’isolation de mon vieux chauffe-eau de 20 ans d’age n’est amha pas suffisamment performante pour aller jusqu’à l’ébullition.
          Pour le thermostat, aucun problème, on n’en met pas sur le circuit 12 volts du plongeur. Si par extraordinaire l’eau du chauffe-eau venait à ébullition, la soupape de sécurité jouerai son rôle (elle à même tendance à fuir quand je branche le bateau directement sur sur l’eau du quai, malgré le détendeur sensé ramener la pression vers 1,5 bar)

          Répondre à ce message

          • Il faudrait tester la température qu’atteindrait le chauffe eau, car la réponse n’est pas évidente puisque ça dépend des pertes calorifiques du chauffe-eau.

            Pour 40 litres il faut à la louche 1000W pendant 1h pour arriver à la température de 50-60° (+-30° élévation), soit 1000Wh.

            Le mien perd la moitié de son élévation de température en 12 heures (en gros la nuit à l’arrêt et inutilisé) , soit environ 500Wh en 12 heures, donc environ 40W de perte calorifique. C’est une moyenne, puisque la perte est forte quand il est très chaud, et plus faible progressivement quand il refroidi.

            Ce qui équivaut donc à environ 3A sous 13V en permanence. Donc avec ce débit, en gros « mon » chauffe serait à l’équilibre quelque part entre 30 et 60°C.

            Mais c’est vraiment juste dans la fourchette où ça peut être trop ou pas assez selon le chauffe eau.

            Répondre à ce message

  • 21 juin 2011 12:43, par yantho écrire     UP

    Salut les têtes chercheuses !

    ce genre d’échangeur peut-il servir à quelque chose dans ce cas ?

    Voir en ligne : echangeur de chaleur

    Répondre à ce message

    • 21 juin 2011 12:56, par Robert écrire     UP     Ce message répond à ...

      En inox304 cela risque de ne pas tenir l’eau de mer pendant longtemps sur le circuit secondaire, il me semble ...

      Répondre à ce message

    • 23 juin 2011 20:43, par Orion écrire     UP     Ce message répond à ...

      Le problème n’est pas vraiment celui de l’échangeur : celui que j’ai fabriqué marche parfaitement et, amha, devrait résister à l’eau de mer pendant assez longtemps (il est en cuivre épais) Pour le plongeur, je ne sais pas. Utiliser un échangeur comme celui que tu propose (eau-eau), c’est créer deux circuits : un eau douce et un eau de mer. On arrive à une usine à gaz à deux pompes de circulation.

      Répondre à ce message

      • 25 juin 2011 08:08, par Barbatruc écrire     UP     Ce message répond à ...

        Bonjour Orion,
        MDR !!! Toi 11 heures de décalages dans un sens, et moi 7 h probablement dans l’autre sens… Bref on n’est pas si loin l’un de l’autre, mais peut être pas sur le même jour…
        Ce qui me fait peur, ce n’est pas le cuivre et l’eau de mer, mais ces deux là associé à un troisième métal, le plongeur…
        Perso je ferais soit :
         1 Un plongeur dans le ballon (voir pourquoi pas faire comme le copain qui a fait un réservoir de 60 litre sur mesure, à la forme du bateau et avec 2 plongeurs, et il a gagné de la place alors qu’il avait un 20 litre avant), quand le thermostat atteint sa valeur de consigne on bascule sur un deuxième plongeur sur l’échangeur que tu as déjà et la pompe eau de mer du frigo (et la il y a la grande question, combien de temps le plongeur ou l’échangeur va t’il tenir…)
         2 Un plongeur dans le ballon, quand le thermostat atteint sa valeur de consigne on bascule sur un dissipateur thermique à ailettes, ventilé forcée, résistances de diversion comme l’a proposé Robert
        Je crois que je sais :… 3-Un plongeur dans le ballon, quand le thermostat atteint sa valeur de consigne on bascule sur un deuxième plongeur sur l’échangeur que tu as déjà et celui-ci est raccorder de façon à fonctionner en thermosiphon (avec du liquide de refroidissement et un petit vase d’expansion) avec un deuxième échangeur cuivre-cupro comme ceux des frigo et la pompe eau de mer du frigo… Et la il y a une autre grande question : AS-TU LA PLACE ???… Le thermosiphon demande un développement vertical et des tubes de plus grand diamètre…
        A+
        Barbatruc

        Répondre à ce message

      • 25 juin 2011 09:16, par Barbatruc écrire     UP     Ce message répond à ...

        Orion, comme j’ai l’impression que tu n’as pas vu, je me recite ;
        Exemple : Prendre le CDD et son tube échangeur comme visible sur la photo http://www.plaisance-pratique.com/I... mais réaliser cela en inox et sans les trous et raccords pour la circulation d’eau, le remplir d’eau ou d’huile, ou d’eau avec un inhibiteur de corrosion, (liquide de refroidissement moteur), et plonger ce tube dans un autre tube inox plus large en diamètre et qui lui sera parcouru par l’eau de mer pour refroidissement. Donc on utilise uniquement la pompe eau de mer du frigo pour faire la circulation entre les deux tubes inox, l’eau qui est dans le tube interne au contact du plongeur ne bouge pas et devrait s’échauffer que très peu...Comme on ne permet pas à l’eau de s’échauffer et que la puissance à dissiper n’est finalement pas si grande, je pense que l’on peut ignorer les problèmes d’expansion du liquide au contact de la résistance… C’est un test a faire...

        Répondre à ce message

  • 27 juin 2011 10:28, par Okamaugo écrire     UP

    Je suis ce sujet avec un grand intéressement.

    Pour la production d’eau chaude, je trouve ca génial !

    Par contre la dissipation de chaleur ensuite m’ennuie.
    Ne pourrait on pas installer une poulie débrayage sur l’alternateur comme pour les compresseurs de clim. J’ai pas trop réfléchit au branchement, mais dès que l’eau arrive à une certaine température, via 1 relais on coupe l’alimentation de la poulie, l’alternateur se trouve débrayé et plus de problème de production de courant.

    On couple le tout à une petite loupiote voir 1 buzzer qui avertit le skipper qu’il peut bloquer l’hélice.

    L’autre avantage c’est que le système est commandable via un interrupteur, et voir même on doit pouvoir le couper automatiquement lorsque le moteur est allumé via un ou deux relais...

    Qu’en pensez vous ?

    Répondre à ce message

  • 31 octobre 2011 19:57, par Inconnu     UP  image

    Bonjour
    Je suis limite par rapport à cet article ,mais le principe est « alternateur de ligne d’arbre » qu’il soit à aimant permanent ou comme moi alternateur classique rebobiné pour demarer à basse vitesse (environ 300t/mn)
    J’espere avoir le meme probleme,trop de puissance ,mais il me semble que dans mon cas ,du moins je le presume ,je peux demarrer ou couper la production d’electricite par l’excitation de l’alternateur,puisque je n’ai pas d’embrayage electrique.....
    Que vous en semble ???

    Répondre à ce message

    • 31 octobre 2011 20:21, par Robert écrire     UP     Ce message répond à ...

      Si c’est un alternateur classique « rebobiné », il aura un régulateur interne (ou externe) qui règle l’excitation en fonction de l’état de charge des batteries, et la question de l’excès de puissance ne se pose pas dans ce cas, tout comme il ne se pose pas dans le cas d’un alternateur habituel.

      Répondre à ce message

      • 1er novembre 2011 12:17, par aikibu écrire     UP     Ce message répond à ...  image

        C’est un alternateur « A 13 N » de Valeo si je ne m’abuse.
        Si je te comprend bien, je n’ai meme pas besoin de mettre un interrupteur sur l’excitation de cet alternateur puisqu’il va reguler normalement suivant la charge des batteries sur lesquelles il sera branché .
        Je t’avoue que ça m’ote un poids ,et que cela parait logique quand on raisonne calmement....alors que ,quelques fois, dans le feu de l’action ,on se fait des montagnes que les pro sont bien sympas de niveller
        merci

        Répondre à ce message

        • 1er novembre 2011 12:27, par Robert écrire     UP     Ce message répond à ...

          D’après les catalogues cet alternateur est un modèle 50 ampères banal automobile, donc pas de soucis de régulation.

          Répondre à ce message

          • 1er novembre 2011 12:51, par tilikum écrire     UP     Ce message répond à ...

            Pas de soucis de régulation en effet, mais probablement un problème d’amorçage à basse vitesse s’il s’agit bien d’un alternateur 12 volts 50 A... et il y a deux solutions :

            Soit le rebobiner, (il y avait un excellent article sur ce sujet dans un hors série de loisirs Nautiques), ou alors simplement remplacer le stator d’origine par un stator 24 volts de la même marque.

            Répondre à ce message

            • 2 novembre 2011 18:23, par aikibu écrire     UP     Ce message répond à ...  image

              Je l’ai effectivement fait rebobiner par« auriol-bobinage .com » pub non payée,pour 250€, fourniture de l’engin, rebobinage et transport,janvier 2009.
              Je ne sais si on peut mettre de tels renseignements,mais j’ai tellement ete deçu par d’excellentes demonstrations techniques et materielles pour à la fin ......mais où, ?chez qui ? qui te laissent sur ta faim et pas plus avancé qu’avant, que je cite mes sources et fournisseurs en tant que renseignements ,chacun peut ensuite faire son choix.....
              Pas encore eu le temps de le monter car c’est assez ardu dans mon boat.....

              Répondre à ce message

  • 17 novembre 2011 15:34, par Carpe Diem écrire     UP  image

    Tout d’abord bonjour à tous, et félicitation pour ce site qui est une vraie mine de trésors, qui plus est très facile à consulter !
    Félicitation aussi à Orion pour son exposé.
    J’ai un voilier similaire (oceanis 510) et suis très interessé par l’alternateur à aimants permanents.

    1° question : comment « débraies » tu l’alternateur ? est ce simplement en défaisant manuellement la courroie ?

    2° question : au final, ton alternateur correspond au DC 512. démarre t il assez tot ?

    3° question : puisqu’il donne beaucoup d’ampères, ne peut on pas en « gaspiller » un peu pour une poulie débrayable, en automatisant l’embrayage selon la vitesse de rotation de l’arbre ? un petit module qui calculerait (ils) la vitesse de rotation, et qui collerait ou décollerait la poulie, si l’arbre ne tourne pas assez vite (pétole), ou trop vite (moteur). avec des relais, il est possible de desacoupler lorsque le regulateur demande une charge de diversion.
    Cordialement
    Christian

    Répondre à ce message

    • 26 mars 2012 14:23, par Orion écrire     UP     Ce message répond à ...

      Bonjour,
      Je n’avais pas vu qu’une question avait été posée. J’espère qu’il n’est pas trop tard.

      D’abord, je de débraie pas l’alternateur mécaniquement, je me contente de le déconnecter électriquement. Il tourne donc à vide et la tension à ses bornes se stabilise autour de 50 volts avec le stator que j’ai finalement retenu. Comme il ne débite pas, il ne chauffe pas trop et je n’ai pas besoin de le ventiler.
      Avec le stator du 512, l’alternateur commence à débiter dans le chargeur vers 4 nœuds et couvre les besoins frigo, pilote, feux de navigation à led vers 5,5 nœuds.

      Un désaccouplement électro- mécanique peut bien sûr être envisagé, mais cela complique l’installation. Je n’en ressent pas personnellement le besoin car système de diversion avec échangeur à eau fonctionne bien. Je pense même qu’avec un minimum de précaution, on peut en réaliser un à air.
      Cordialement.

      Répondre à ce message

      • 26 mars 2012 18:16, par yvesD écrire     UP     Ce message répond à ... Animateur

        Bien sur c’est suffisant de déconnecter électriquement mais tout de même, un truc qui tourne ça use les trucs sur lequel il tourne, non ?
        Bien sur si son état exceptionnel est d’être débrayé ça le fait très bien. Dans le cas contraire, une courroie d’entrainement qui cesse d’être tendu ... comme c’était le cas autrefois.
        Eléctro-mécanique c’est encore une source de panne en plus, donc en principe inutile, en principe.

        Répondre à ce message

Répondre à cet article

UP

Copyright et informations légales