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 son système de chauffage actuel.

Le bâtiment est situé dans une région où la température moyenne pendant les mois d’hiver est de 5°C. Le système de chauffage utilisé est une chaudière à gaz avec un rendement annoncé par le fabricant de 90%.

Données Fournies:

  • Superficie du bâtiment: 600 m²
  • Besoin de chauffage spécifique: 80 kWh/m².an (ceci est une estimation des besoins en énergie pour le chauffage par mètre carré de surface habitable et par an, basée sur les caractéristiques thermiques du bâtiment)
  • Nombre de jours de chauffage par an: 180 jours
  • Prix du gaz naturel: 0.05 €/kWh
  • Rendement de la chaudière: 90%

Objectifs de l’Exercice:

  1. Calculer la consommation annuelle d’énergie pour le chauffage.
  2. Déterminer le coût annuel du chauffage pour le bâtiment.
  3. Calculer l’efficacité énergétique du bâtiment en prenant en compte le rendement de la chaudière.
  4. Proposer une amélioration pouvant augmenter le rendement de la chaudière de 5 points de pourcentage et recalculer le coût annuel du chauffage après cette amélioration.

Correction : Évaluation d’un système de chauffage

1. Calcul de la Consommation Annuelle d’Énergie pour le Chauffage

La première étape consiste à déterminer combien d’énergie (en kWh) est nécessaire pour chauffer le bâtiment pendant toute l’année.

La formule pour calculer la consommation d’énergie annuelle est la suivante:

  • Consommation énergétique annuelle:

\( = \text{Superficie} \times \text{Besoin de chauffage spécifique} \) \[ = 600\, \text{m}^2 \times 80\, \text{kWh/m}^2.\text{an} \] \[ = 48,000\, \text{kWh/an} \]

2. Calcul du Coût Annuel du Chauffage

Ensuite, nous calculons le coût annuel du chauffage en utilisant la consommation d’énergie annuelle et le prix du gaz.

  • Coût annuel:

\( = \text{Consommation énergétique annuelle} \times \text{Prix du gaz} \) \[ = 48,000\, \text{kWh} \times 0.05\, \text{€/kWh} \] \[ = 2,400\, \text{€} \]

3. Effet du Rendement de la Chaudière sur la Consommation

Le rendement de la chaudière indique quelle proportion de l’énergie fournie est effectivement utilisée pour chauffer le bâtiment.

Si le rendement est de 90%, cela signifie que 90% de l’énergie du gaz est convertie en chaleur utile, et 10% est perdue.

La consommation réelle d’énergie, en tenant compte des pertes, est donc calculée comme suit:

  • Consommation réelle:

\[ = \frac{\text{Conso énergétique annuelle}}{\text{Rendement}} \] \[ = \frac{48,000\, \text{kWh}}{0.9} \] \[ \approx 53,333\, \text{kWh} \]

4. Amélioration du Rendement de la Chaudière

Si le rendement de la chaudière est augmenté de 5 points de pourcentage, passant de 90% à 95%, le calcul du coût annuel doit être ajusté pour refléter cette amélioration.

Nouveau rendement = 95% = 0.95

  • Nouvelle consommation réelle:

\[ = \frac{48,000\, \text{kWh}}{0.95} \] \[ \approx 50,526\, \text{kWh} \]

Le coût annuel avec le nouveau rendement est donc:

  • Nouveau coût annuel:

\[ = 50,526\, \text{kWh} \times 0.05\, \text{€/kWh} \] \[ = 2,526\, \text{€} \]

Résumé de l’Exercice:

  • Consommation énergétique annuelle avant amélioration: 48,000 kWh
  • Coût annuel avant amélioration: 2,400 €
  • Consommation énergétique annuelle réelle avant amélioration (avec pertes): 53,333 kWh
  • Nouvelle consommation réelle après amélioration: 50,526 kWh
  • Nouveau coût annuel après amélioration: 2,526 €

Évaluation d’un système de chauffage

D’autres exercices de thermique des batiments:

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