Calcul du Débit de Chauffage d’un Bâtiment

1. Détermination de la différence de température (ΔT)

La différence de température entre l’intérieur et l’extérieur est la force motrice des déperditions thermiques. Plus cet écart est grand, plus la puissance nécessaire pour compenser ces pertes sera élevée.

Formule :

\[ \Delta T = T_{\text{int}} - T_{\text{ext}} \]

Données :

• Température intérieure souhaitée, \( T_{\text{int}} \) = 20 °C
• Température extérieure moyenne, \( T_{\text{ext}} \) = 3 °C

Calcul :

\[ \Delta T = 20\,°C - 3\,°C \] \[ \Delta T = 17\,°C \]

2. Calcul de la puissance thermique brute nécessaire (avant rendement)

Les déperditions thermiques se calculent en multipliant la surface exposée par le coefficient de déperdition thermique global (\( U \)) et par la différence de température (\( \Delta T \)). Ce résultat donne la puissance nécessaire pour compenser les pertes par l’enveloppe du bâtiment en watts (W).

Formule :

\[ Q_{\text{brut}} = A \times U \times \Delta T \]

Données :

• Surface totale du bâtiment, \( A \) = 2000 m²
• Coefficient de déperdition thermique, \( U \) = 0,35 W/m²°C
• Différence de température, \( \Delta T \) = 17 °C

Calcul :

1. Calcul intermédiaire pour \( A \times U \) :
\[ 2000\,m^2 \times 0,35\,\frac{W}{m^2\cdot°C} = 700\,\frac{W}{°C} \]

2. Multiplication par \( \Delta T \) :
\[ 700\,\frac{W}{°C} \times 17\,°C = 11\,900\,W \]

Ainsi, le bâtiment perd théoriquement 11 900 W de chaleur par les surfaces considérées.

3. Prise en compte du rendement du système de chauffage

Le rendement (\( \eta \)) du système de chauffage indique la fraction de l'énergie fournie qui est effectivement utilisée pour chauffer le bâtiment. Un rendement de 0,8 (soit 80 %) signifie que pour chaque watt de chaleur nécessaire, il faut fournir davantage d’énergie pour compenser les pertes dues à l’inefficacité du système.

Formule :

\[ Q_{\text{utile}} = \frac{Q_{\text{brut}}}{\eta} \]

Données :

• \( Q_{\text{brut}} \) = 11 900 W
• Rendement du système, \( \eta \) = 0,8

Calcul :

\[ Q_{\text{utile}} = \frac{11\,900\,W}{0,8} = 14\,875\,W \]

4. Conclusion et résultat final

Interprétation des résultats :

Le calcul final du débit de chaleur nécessaire est de 14 875 W, ce qui équivaut à environ 14,9 kW. Ce résultat représente la puissance de chauffage à fournir par le système afin de maintenir une température intérieure de 20 °C lorsque la température extérieure est en moyenne de 3 °C, en prenant en compte les déperditions thermiques de l’enveloppe du bâtiment ainsi que le rendement du système de chauffage.