Comment fonctionne une bouteille de gaz butane ou propane ?

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Comment fonctionne le mécanisme d'évaporation du gaz GPL dans une petite bouteille de gaz ?
Pourquoi les parois d'un récipient de gaz bouteille de gaz ou citerne de gaz se recouvrent-elles de glace

2 minutes pour comprendre

Lorsque l'on ouvre le robinet de la bouteille de gaz pour l'utilisation, le produit passe d'un état liquide à une phase gazeuse dans la zone appelée ciel gazeux. Ce phénomène démontre qu'un récipient de gaz doit être adapté à l'usage, ainsi lorsque l'on utilise une petite bouteille sur un appareil trop puissant, le gaz ne peut plus se vaporiser entraînant l'arrêt du fonctionnement du dispositif. (chauffe-eau, barbecue, chauffage d'appoint, trépied pour cuisson, etc.)

Sommaire

  1. Le ciel gazeux
  2. Le robinet de gaz
  3. La partie mouillée de la bouteille de gaz
  4. Le débit d'une bouteille de gaz est limité
  5. L'usage du propane une utilisation plus large
  6. Est-t-il possible d'alimenter une chaudière ?
  7. Débit d'une citerne de gaz enterrée

L'évaporation d'une bouteille de gaz

Le mécanisme d'évaporation d'une bouteille de gaz est très simple.

Une bouteille de gaz est remplie avec du gaz liquéfié appelé GPL. Ce gaz passe de l'état liquide à l'état gazeux lorsque l'on ouvre le robinet. Cette phase s'appelle l'évaporation, c'est-à-dire la transformation du gaz liquide en forme gazeuse utilisable pour les différents usages.

Si la bouteille était transparente lors de l'ouverture du robinet, il serait possible d'apercevoir des bulles dans le liquide : le gaz bout lors de l'évaporation et produit du froid. Pour que cette phase soit possible, le gaz liquide doit récupérer suffisamment de calories par les parois de la bouteille de gaz sinon les parois se recouvrent de glace, le récipient gèle et le gaz ne s'échappe plus.

Evaporation de gaz liquéfié d'une bouteille GPL propane butane - Picbleu - 

Sur ce schéma, l'éclaté d'une bouteille de gaz montre le ciel gazeux (1).

1. Le ciel gazeux

Le ciel gazeux est la partie située au-dessus du gaz liquide.
Lorsque l'on ouvre le robinet (2) pour l'utilisation, le gaz passe de la phase liquide à une phase gazeuse dans la zone (1) appelée ciel gazeux.

2. Le robinet de gaz

Robinet manuel pour bouteilles à gaz.
L'ouverture et la fermeture du passage du gaz sont réglés suivant le sens contraire des aiguilles d'une montre pour l'ouverture et au sens des aiguilles d'une montre pour la fermeture.
Une partie en caoutchouc située en bas du robinet sert de limiteur de débit. Il peut arriver qu'elle se coince empêchant le départ du gaz.

Almeca SA robinet de gaz

Robinet de gaz vissé sur une bouteille de gaz

3. La partie mouillée de la bouteille de gaz

La partie mouillée (1) c'est-à-dire le niveau de remplissage de gaz liquéfié à 85 % en contact avec la paroi du récipient (4).
Le gaz liquide butane ou propane se détend en passant de liquide à gazeux, il produit du froid et la paroi mouillée sert d'échange thermique entre intérieur et extérieur.
Un niveau de température suffisant extérieur (4) est nécessaire pour assurer cette transformation appelée ébullition (zéro degré pour le butane et -42 ° pour le propane).

4. Le débit d'une bouteille de gaz est limité

Le débit d'une bouteille de gaz est limité suivant la température extérieure, le temps de soutirage, le volume restant de gaz, la taille du récipient et le type de gaz.
Les bouteilles de gaz ont un débit de gaz limité qui ne permet pas leur emploi lorsque le débit est important ou lorsque la température est basse.

Plus la surface d'échange est importante et plus le gaz pourra se vaporiser, c'est la raison pour laquelle des réservoirs de gaz sont utilisés en raison de leur taille qui augmente la surface mouillée (1).

La capacité d'évaporation se fait en fonction de cette surface d'échange, de la température extérieure et du débit de gaz exprimé en grammes/heure ou kg/heure demandé par l'appareil de service (chaudière, réchaud, barbecue, desherbeur, etc.).

5. L'usage du propane permet une utilisation plus large

En raison de ses caractéristiques physico-chimiques, le gaz propane peut se vaporiser en théorie jusqu'à des températures basses (-44 °) lui permettant un usage hivernal.

6. Est-t-il possible d'alimenter une chaudière ?

Cette question nous est fréquemment posée. Il n’est pas possible malheureusement de mettre des petites bouteilles de gaz pour alimenter une chaudière destinée au chauffage de locaux même pour des besoins ponctuels qui se produiront forcément au moment où la température est la plus basse. En cause la capacité d’évaporation du gaz très limitée pour des petits récipients. Les bouteilles pourront alimenter une chaudière double usage, mais uniquement pour la production d'eau chaude sanitaire.

7. Débit d'une citerne de gaz enterrée

Ci-dessous le tableau montre le nombre de kg qu'une citerne enterrée de 1000 kg peut délivrer pendant 4 heures. La pression relative minimale admise en fin de soutirage dans le stockage  est de 1,5 bar, ce qui correspond à une température de produit de - 20°

Soutirage pendant 4 heures

Indication Température du sol   
de la jauge 0°C 5°C 10°C 15°C
15% 8,7 kg/h 10,9 kg/h 13,1 kg/h 15,3 kg/h
25% 13,2 kg/h 16,5 kg/h 19,8 kg/h 23,1 kg/h
50% 23,9 kg/h 29,9 kg/h 35,9 kg/h 41,9 kg/h

Soutirage pendant 8 heures

Indication Température du sol   
de la jauge 0°C 5°C 10°C 15°C
15% 5,2 kg/h 6,6 kg/h 7,9 kg/h 9,2 kg/h
25% 7,8 kg/h 9,8 kg/h 11,7 kg/h 13,7 kg/h
50% 13,8 kg/h 17,3 kg/h 20,8 kg/h 24,2 kg/h

En savoir plus

Est-il possible de remplir une bouteille de gaz soi-même ?

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Commentaires
Cet article a été commenté 2 fois.
Merci pour la qualité du site
Je voulais tout d'abord vous féliciter pour votre site qui est des plus honnêtes que je connaisse. Je souhaiterais obtenir une une réponse technique au sujet de la bouteille de propane 13kg alimentant une chaudière. Je ne suis pas aussi sûr que vous qu'il soit impraticable de relier une chaudière à une bouteille de 13kg, je l'ai constaté en hiver pendant 20min (Une préparation ECS pour une douche). Mais En pratique, on relie DEUX bouteilles 13kg à une chaudière grâce à un inverseur détendeur (Magiscope). Dans le cas d'une chaudière assurant aussi le chauffage, pensez vous que le magiscope fonctionnera correctement "en alternance" quand la bouteille principale aura gelé (-40C). C-à-d qu'il reviendra à l'état correct quand le tirage gaz cesse et les bouteilles sont remontées en température? MERCI! Cordialement. Alexandre.B Paris Merci
2 bouteilles de gaz propane 13 kg suffisent aux petits usages
Il est en effet possible de relier 2 bouteilles de gaz de propane de 13 kg pour de petits usages (production d'eau chaude sanitaire). Le magiscope est la marque d'un appareil dont un voyant coloré permet de visualiser l'absence de pression lorsqu'un récipient est vide. Le détendeur inverseur permet de basculer d'une bouteille à une autre automatiquement. Si a l'usage, la pression de gaz est insuffisante pour assurer un débit correct, il faudra soit rajouter 2 bouteilles de gaz supplémentaires grâce à des lyres et des raccords P35. L'autre solution étant de mettre des grandes bouteilles de 35 kg. En savoir plus : taper dans le moteur de recherche Picbleu en haut de page : La connectique détendeurs pour le gaz butane et propane
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