Chauffage ⇒ resistance electrique

[la grande aumone]

Peut on arriver a faire bouillir 50 litres dans un fut en inox avec la resistance de chez Brouland ?
Cette resistance permet elle de réaliser les différents palier de température ?
Est elle équipé d'un thermostat ?
Ou peut on trouver d'autres resistances et thermostat que chez brouland ?
Comment calculer la puissance necessaire par rapport au volume a faire chauffer ?
Qq'un a til un retour d'expérience ?

[JohnyBeer]

Bonjour,

avec 3000W l'on arrive à chauffer 50 l d'eau à une vitesse de 60 à 70 secondes par litre.


A+

[Pascal]

les résistances brouwland sont de 2,4kW, avec 2 résistances je fais bouillir 35 litres en environ 30 minutes.
Pour 50 litres il t'en faudrait deux, et si tu veux économiser tu peux en couper une pendant l'ébullition, moi je préfère une grosse ébullition parce qu'il y a plein d'articles qui disent qu'il en faut une, la plus vigoureuse, la mieux c'est.
C'est déconseillé de faire les palliers dans la cuve où se trouve la résistance car elle va bruler les grains. Ca sert à chauffer l'eau que tu verses ensuite dans ta cuve d'empatage. Brassage à l'anglaise pour les palliers.


Pascal

Ta mère est tellement grosse qu'elle influence les marées.

[binouze]

Notions de thermique à l’usage des picobrasseurs

C’est long, mais c’est bon !

Pour réchauffer 1 kg d’eau de 1 °C, il faut apporter une certaine quantité d’énergie correspondant à ce que l’on appele la chaleur spécifique de l’eau et qui est égale à 4,18 kJ/kg/°C ou encore 1,16 Wh/kg/°C dans une unité qui s’avérera plus pratique pour nos petits calculs.
Pour évaporer 1 kg d’eau de l’état liquide à l’état de vapeur, il faut fournir une quantité d’énergie supplémentaire correspondant à ce que l’on appelle la chaleur latente de l’eau et qui est égale à 2250 kJ/kg/°C ou encore 625 Wh/kg/°C.
Un récipient contenant un liquide à une température supérieure à la température ambiante échange de la chaleur avec cette ambiance. Ces pertes d’énergie dépendent essentiellement de la nature des parois du récipient et de sa surface en contact avec l’ambiance.

Exercice pratique :
Soit un fut de 50 l dont les dimensions sont les suivantes : diamètre 40 cm, hauteur 40 cm.
Ce fut pèse dans les 10 kg
Ce fut est placé dans la cuisine à une température ambiante de 20 °C.
L’eau froide est à une température de 10 °C.

Question : quel est la puissance utile de mon système de réchauffage pour élever la température de l’eau de 1°C par minute ?
Calculons l’énergie nécessaire pour réchauffer 50 l d’eau de 1°C soit 50 kg d’eau.
Il faut Eeau = 50 x 1,16 = 58 Wh
Cependant si on chauffe l’eau, on chauffe le fut, qui lui à une chaleur spécifique de 0,14 Wh/kg/°C (d’après beersmith qui donne 0,120 cal/g/°C). Donc il nous faut aussi :
Efut = 10 x 0,14 = 1,4 Wh
Donc il faut fournir une énergie de 58 + 1,4 = 59,4 Wh pour réchauffer le tout de 1°C.
Si on veut réchauffer la soupe de 1°C en 1 h il faut un appareil d’une puissance de 59,4 W, si on veut réchauffer ça en 1 minute, il faut 60 fois plus de puissance, soit 59,4 x 60 = 3 564 W.
Puissance = Energie /Temps
Unités légales : le W pour la puissance, le J (joule) pour l’énergie et la seconde (s) pour le temps.
Unités pratiques : le W pour la puissance, le Wh pour l’énergie et l’heure pour le temps.

Donc voilà, avec 3564 W, tu réchauffes ta marmite de 1°C/minute…tant que ce n’est pas trop chaud. Comme on le voit, l’impact du réchauffage du fut est négligeable (1,4 Wh par rapport à 58 Wh pour l’eau), on aurait donc pu faire le calcul uniquement avec l’eau.
Par contre, jusqu’ici on avait négligé les pertes. Reprenons donc :

Notre fut a une surface de 0,8 m² en contact avec la pièce. De savants calculs nous permettent d’estimer les pertes à 8 W/°C.
L’appareil de chauffage doit avoir une puissance capable de réchauffer l’eau d’une part (et le fut) et de compenser les pertes.
Lorsque le fut est à 50 °C par exemple, l’écart de température avec la pièce est de 50 – 20 = 30°C. Les pertes sont donc de 8 x 30 = 240 W
Le pire des cas se situe avant l’ébulition, quand l’eau est à 100 °C, l’écart est alors de 80 °C et les pertes de 80 x 8 = 640 W
La puissance de l’appareil de chauffage doit donc être de 3564 + 640 = 4202 W pour pouvoir monter de 99 °C à 100 °C en une minute.

Si tu isoles ton fut avec 40 mm d’isolant (résistant à 100°C, moi, j’ai pris du liège), ton coefficient de déperdition du fut passe de 8 W/°C à 1W/°C. Les pertes ne sont donc plus que de 80 W au lieu de 640 W.

Conclusion : avec une résistance de 2400 W et un fut isolé, tu as en moyenne 320 W de pertes et donc 2080 W dispos. Tu peux donc chauffer tes 50 l de 10 à 100 °C en 2h 30 (vite au début, moins vite à la fin).
Si tu mets deux résistances de 2400 W, tu as 4800-320 = 4480 W dispo en moyenne, tu peux donc chauffer de 10 à 100 en 1h et 10 minutes.
50 kg d’eau x 1,16 x (100-10) = 5220 Wh
5220 Wh / 4480 W = 1,16 h
Si tu isoles ton fut tu gagnes 6 minutes, mais il fait surtout moins chaud dans ta cuisine.
Moi c’est le contraire, je brasse dans la grange et cet hiver, il a fait jusqu’à – 10°C.

Bon mais passons aux choses sérieuses : l’ébulition

Notre objectif est le suivant : évaporer 10% en une heure.
Nous sommes à 100 °C, les pertes sont donc constantes et de l’ordre de 640 W.
La chaleur apportée par la résistance va servir à compenser ces pertes d’une part et à transformer l’eau de l’état liquide à l’état de vapeur.
Nous avons 50 litres d’eau , 10 % représente donc 5 litres (ou disons 5 kg).
L’énergie nécessaire à l’évaporation est donc de :
Eévap = 5 x 625 = 3125 Wh
La puissance nécessaire pour évaporer ça en une heure est donc de 3125 W. La puissance du système de chauffage est donc de 3125 + 640 = 3 765 W.

Voilà avec une rési de 2 400 W, tu auras 1760 W dispo, il te faudra 1 heure et 45 minutes pour évaporer tes 5 litres de flotte.

Si tu ne chauffes pas que de l’eau, mais un mélange eau/malt, il faut prendre en compte l’énergie nécessaire au réchauffage de l’eau et celle nécessaire au réchauffage du malt.
La chaleur spécifique du malt est de l’ordre de 0,4 Wh/kg/°C d’après mes calculs issus de beersmith.

Remarques : dans tout les calculs j’ai considéré un rendement de 100 % pour la puissance délivrée par la résistance, c’est à peu près vrai. Par contre pour ceux qui utilise un bruleur gaz, le rendement se rapproche plutôt des 50 %, il faut donc que l’appareil ait une puissance environ deux fois supérieure à la puissance utile.

[la grande aumone]

Merci a vous pour tous ces renseignements , je connais maintenant la puissance electrique dont j'ai besoin . Est il vraiment deconseillé de mettre une resistance electrique dans la cuve ou l'ont realise les différents paliers de température ? Les resistances Brouland sont elles équipées d'un thermostat ?