Dimensionner le système de chauffage

Dimensionner le système de chauffage

Comprendre le dimensionner le système de chauffage

Vous êtes un ingénieur thermique chargé de concevoir le système de chauffage pour une nouvelle maison individuelle située dans une région tempérée.

Données :

  • Surface de la maison : 150 m²
  • Hauteur sous plafond : 2,5 m
  • Isolation : moyenne
  • Température extérieure moyenne en hiver : 5°C
  • Température intérieure souhaitée : 20°C
  • Coefficient de transmission thermique (U) pour les murs, le toit et les fenêtres (vous pouvez choisir des valeurs réalistes)

Instructions :

  1. Calcul du Volume de la Maison : Calculez le volume total de la maison qui sera chauffé.
  2. Détermination des Pertes Thermiques : Estimez les pertes thermiques à travers les murs, le toit et les fenêtres en utilisant le coefficient U et la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur.
  3. Calcul de la Puissance de Chauffage Nécessaire : Déterminez la puissance totale nécessaire pour maintenir la température intérieure souhaitée en considérant les pertes calculées précédemment.
  4. Choix du Système de Chauffage : Sur la base de la puissance calculée, proposez un type de système de chauffage (par exemple, chaudière à gaz, pompe à chaleur, etc.) et justifiez votre choix en termes d’efficacité énergétique et de coût.

Correction : Dimensionner le système de chauffage

Données:

  • Surface de la maison : 150 m²
  • Hauteur sous plafond : 2,5 m
  • Coefficient de transmission thermique (U) :
    • Murs : 0,3 W/m²K
    • Toit : 0,25 W/m²K
    • Fenêtres : 1,5 W/m²K
  • Surface totale des fenêtres : 30 m²
  • Température extérieure moyenne en hiver : 5°C
  • Température intérieure souhaitée : 20°C

1. Calcul du Volume de la Maison :

    \[ \text{Volume} = \text{Surface} \times \text{Hauteur} \]

    \[ \text{Volume} = 150 \, \text{m}^2 \times 2.5 \, \text{m} \]

    \[ \text{Volume} = 375 \, \text{m}^3\]

2. Détermination des Pertes Thermiques :

Nous utilisons la formule Q = U \times A \times \Delta T.

Pertes Thermiques à travers les Murs et le Toit :

  • Surface approximative des murs et du toit (excluant les fenêtres) : 120 \, \text{m}^2 (calculée comme 150 \, \text{m}^2 - 30 \, \text{m}^2).
  • Coefficient de transmission thermique (U) moyen pour les murs et le toit : 0.3 \, \text{W/m}^2\text{K}.
  • Différence de température (\Delta T) : 20 \, \text{°C} - 5 \, \text{°C} = 15 \, \text{°C}.
  • Pertes thermiques :

        \[Q_{\text{murs+toit}} = 0.3 \times 120 \times 15 \]

        \[Q_{\text{murs+toit}} = 540 \, \text{W}\]

Pertes Thermiques à travers les Fenêtres :

  • Surface des fenêtres : 30 \, \text{m}^2.
  • Coefficient de transmission thermique (U) pour les fenêtres : 1.5 \, \text{W/m}^2\text{K}.
  • Pertes thermiques :

        \[Q_{\text{fenêtres}} = 1.5 \times 30 \times 15 \]

        \[Q_{\text{fenêtres}} = 675 \, \text{W}\]

3. Puissance de Chauffage Nécessaire :

La puissance totale nécessaire est la somme des pertes thermiques des murs, du toit et des fenêtres :

    \[P_{\text{totale}} = Q_{\text{murs+toit}} + Q_{\text{fenêtres}} \]

    \[P_{\text{totale}} = 540 \, \text{W} + 675 \, \text{W} \]

    \[P_{\text{totale}} = 1215 \, \text{W} \]

4. Choix du Système de Chauffage :

En fonction de cette puissance, plusieurs options sont possibles. Une puissance de 1.215 \, \text{kW} est relativement modérée, permettant d’envisager des solutions telles qu’une chaudière à gaz de petite taille, une pompe à chaleur air-eau, ou des radiateurs électriques à haute efficacité.

Le choix dépendra de divers facteurs comme l’efficacité énergétique, le coût, et les considérations environnementales.

Dimensionner le système de chauffage

D’autres exercices de thermique de l’habitat :

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Déperditions Thermiques à travers les Murs

Déperditions Thermiques à travers les Murs Comprendre les Déperditions Thermiques à travers les Murs Vous êtes ingénieur en charge de la conception thermique d'une maison individuelle située dans une région tempérée. La maison est constituée d'un seul étage de forme...

Maison Écoénergétique selon RT 2012

Maison Écoénergétique selon RT 2012 Comprendre la Maison Écoénergétique selon RT 2012 Vous êtes ingénieur(e) en thermique des bâtiments et devez concevoir une maison individuelle conforme à la RT 2012, tout en anticipant sur les exigences plus strictes de la RE 2020....

Évaluation d’un système de chauffage

Évaluation d'un système de chauffage Comprendre l'Évaluation d'un système de chauffage Vous êtes ingénieur en énergie pour une société de conseil en bâtiment. Un petit immeuble résidentiel de 4 étages, avec une superficie totale de 600 m², nécessite une évaluation de...

Charges Thermiques et Sélection du Système

Charges Thermiques et Sélection du Système Comprendre les Charges Thermiques et Sélection du Système Vous êtes un ingénieur en thermique des bâtiments chargé de concevoir un système de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) pour un nouveau bâtiment de bureaux...

Pertes Thermiques dues aux Ponts Thermiques

Pertes Thermiques dues aux Ponts Thermiques Comprendre les Pertes Thermiques dues aux Ponts Thermiques Vous êtes un ingénieur thermique travaillant sur la rénovation énergétique d'un immeuble de bureaux construit dans les années 1980. L'immeuble présente des ponts...

Calcul de la résistance thermique totale

Calcul de la résistance thermique totale Comprendre le calcul de la résistance thermique totale: Vous êtes un ingénieur en thermique des bâtiments chargé de calculer la résistance thermique totale d'une paroi composée de plusieurs couches de matériaux différents....

Analyse d’un Système de CVC

Analyse d'un Système de CVC Comprendre l'analyse d'un Système de CVC Un petit immeuble de bureaux de deux étages, situé dans une région tempérée, nécessite la conception d'un système de CVC. L'immeuble a une superficie totale de 500 m², avec 250 m² par étage. Le...

Calcul du Coefficient d’Échange Thermique

Calcul du Coefficient d'Échange Thermique Comprendre le calcul du Coefficient d'Échange Thermique Objectif : Déterminer le coefficient d'échange thermique (U) d'un mur composé de plusieurs couches de matériaux différents. Données de l'Exercice : Dimensions du mur : 3...

Calcul des Déperditions Thermiques

Calcul des Déperditions Thermiques Comprendre le calcul des Déperditions Thermiques Vous êtes un ingénieur en thermique des bâtiments et vous devez calculer les déperditions thermiques d'une maison résidentielle pour dimensionner correctement le système de chauffage....

Optimisation de l’Isolation Thermique

Optimisation de l’Isolation Thermique Comprendre l'optimisation de l'isolation thermique : Vous êtes un ingénieur en génie civil spécialisé dans la thermique de l’habitat. Vous avez été sollicité pour améliorer l’efficacité énergétique d’une maison située dans une...