2°) Les performances thermiques dans une maison BBC-Effinergie
Toutes les notions utiles pour la partie 4°) Pompe à chaleur (PAC) ..... des baies,
protection solaire, étanchéité, inertie thermique?sachant que le concepteur ...
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FICHE 1
Fiche à destination des enseignants
TS 15
La maison BBC
Type d'activitéActivité avec étude documentaireNotions et contenus du programme de Term S
Transferts dénergie entre systèmes macroscopiques :
Capacité thermique
Résistance thermique
Bilans dénergie.
Enjeux énergétiques
Economies dénergie
Compétences exigibles du programme de Term S
Connaître et exploiter la relation entre la variation dénergie interne et la variation de température pour un corps dans un état condensé.
Établir un bilan énergétique faisant intervenir transfert thermique et travail.
Faire un bilan énergétique dans les domaines de lhabitat ou du transport.
Argumenter sur des solutions permettant de réaliser des économies dénergie.Compétences du préambule du cycle terminal
Démarche scientifique
Mettre en uvre un raisonnement
Formuler des hypothèses pertinentes
Exercer son esprit critique
Mobiliser ses connaissances
Rechercher, extraire et organiser linformation utile
Maîtriser les compétences mathématiques de base
Communiquer à l'écrit
Maîtriser les compétences langagières (français)Compétences relatives à « Extraire et exploiter des informations »Extraire
Sinterroger de manière critique sur la valeur scientifique des informations
Choisir de manière argumentée ce qui est à retenir dans des ensembles
Supports d'information :
Textes de vulgarisation
Tableaux de donnéesExploiter
Identification des grandeurs physiques
Exploitation qualitative
Communication en tant que scientifiqueCompétences relatives à « Mesures et incertitudes »
Expression et acceptabilité du résultat
Maîtriser lusage des chiffres significatifs et lécriture scientifique.
Associer lincertitude à cette écriture.Commentaires sur lexercice proposéCette activité illustre :
la partie
« Comprendre : lois et modèles »
et la sous-partie
« Energie, matière et rayonnement »
la partie
« Agir : défis du XXIème siècle »
et la sous-partie
« Economiser les ressources et respecter lenvironnement »
du programme de Terminale S.Conditions de mise en uvre
Durée : 2 hRemarques
Lactivité peut être traitée au début du thème « Agir : défis du XXIème siècle » : elle permet de faire un lien avec la partie « Energie, matière et rayonnement » du thème « Comprendre : lois et modèles », qui aura été traitée auparavant.
Toutes les notions utiles pour la partie 4°) Pompe à chaleur (PAC) (questions 10 à 13) sont données dans le texte : cette partie peut être abordée en accompagnement personnalisé par exemple, pour les élèves les plus à l'aise.
FICHE 2
Texte à distribuer aux élèves
TS 15
La maison BBC
1°) Quest-ce quun bâtiment BBC ? Le label français BBC Effinergie
Document 1a
Document 1b
Document 1c
Sources doc. 1b, 1c, 1d : guides Effinergie
« Réussir un projet de Bâtiment Basse Consommation »
« Mieux connaître le label Effinergie »
Document 1d
Question 1
a. Les bâtiments dont les consommations dénergie primaire sont détaillées dans le document 1d satisfont-ils aux exigences du label BBC-Effinergie en termes de consommation dénergie primaire ?
b. Comparer les principaux postes de consommation à Nancy ou à Nice.
Document 2
Les résultats de létude thermique réalisée pour un projet de construction en Ile-de-France dune maison neuve à ossature bois figurent dans le tableau ci-dessous :
SYNTHESE ENERGETIQUEConsommation conventionnelle dénergie en kWh dénergie primaire par m2 de SHON et par an :Cep chauffagePoêle à bois (granulés) :15,88Radiateurs électriques :4,02Cep climatisation :0Cep eau chaude sanitaire :50,5Cep auxiliaires de ventilation et de chauffage :7,2Cep éclairage :7,3
Question 2
A laide des documents 1c et 2 :
a. La valeur du Cep chauffage du poêle à bois correspond à lénergie consommée, en kWh « dénergie bois » ; calculer la valeur qui sera en fait prise en compte pour lobtention éventuelle du label BBC, compte-tenu du coefficient de valorisation de lénergie bois.
b. Compte-tenu du coefficient de pénalisation affecté à lénergie électrique, quelle est la consommation réelle en énergie électrique liée au chauffage, en kWh par m2 de SHON et par an ?
Question 3
Expliquez pourquoi le bâtiment évoqué dans le document 2 ne pourra pas obtenir le label BBC-Effinergie.
Question 4
Afin dêtre conforme aux exigences du label BBC, la consommation conventionnelle dénergie dans le projet de maison évoqué dans le document 2 doit être réduite.
a. Quel est le poste principal dans cette consommation dénergie ?
b. Quel(s) équipement(s) permettant de réduire la consommation dénergie liée à ce poste pourriez-vous proposer au bureau détudes chargé de létude thermique de la maison ?
Question 5
a. En modifiant les équipements liés au poste principal de consommation dénergie, le bureau détudes thermiques arrive à un projet satisfaisant aux normes BBC, avec une consommation dénergie primaire de 45,91 kWh / m2 SHON / an. A quelle valeur la consommation dénergie du poste modifié a-t-elle été ramenée ?
b. Calculer le pourcentage dénergie primaire économisée sur ce poste par rapport au projet initial.
c. Sachant que lénergie consommée dans ce poste correspond à de lénergie électrique, calculer en Euros, léconomie réalisée annuellement sur la facture délectricité.
Données : SHON de la maison : 175 m2 Coût du kWh EdF = 0,12 ¬
2°) Les performances thermiques dans une maison BBC-Effinergie
Document 3a
Document 3b
La performance des baies vitrées est qualifiée par le coefficient de déperdition thermique Uw (vitrage + menuiserie) : plus il est faible, meilleure sera lisolation thermique de la fenêtre.
Source : site Acqualys.fr, encyclopédie interactive sur lhabitat durable
Document 3c Document 3d :
Question 6
a. Comparer les performances dune maison BBC-Effinergie à celles exigées par la Règlementation Thermique 2005 concernant lisolation des parois opaques et les baies vitrées.
b. Quel type de vitrage conseilleriez-vous à une personne souhaitant construire une maison BBC-Effinergie en Ile-de-France pour les fenêtres situées au sud ? Justifier votre choix.
3°) La VMC double flux
Document 4a
La ventilation double flux est une HYPERLINK "http://fr.ekopedia.org/VMC" \o "VMC" VMC (ventilation mécanique contrôlée) qui permet, en plus de renouveler l'air du bâtiment, de récupérer la chaleur (en hiver) ou la fraîcheur (en été) contenue dans l'air évacué du logement et de la fournir à l'air entrant. Elle permet donc d'éviter le gâchis d'énergie pour le chauffage ou la climatisation.
Il existe plusieurs types de ventilation double flux et notamment avec des échangeurs de chaleur.
Un tel système est constitué de :
un circuit de récupération d'air vicié de certaines pièces, constitué de gaines, d'un ventilateur et de filtres.
un circuit d'insufflation d'air neuf dans dautres pièces, également constitué de gaines, d'un ventilateur et de filtres.
un HYPERLINK "http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89changeur_de_chaleur" échangeur permettant l'échange de chaleur entre les deux circuits d'air. daprès HYPERLINK "http://www.ekopedia.org" site Ekopedia.org
Question 7
a. Associer les 2 parties du tableau ci-dessous par des flèches :
Circuit dairPièces concernéesCircuit dinsufflation dair neuf
(air insufflé)
(
(
Pièces humides
(WC, cuisine, SdB)Circuit de récupération dair vicié (air repris)
(
(Pièces sèches
(séjour, chambres)
b. Localiser léchangeur de chaleur sur le document 4b.
c. Expliquer dans quel sens se fait le transfert de chaleur entre lair entrant et lair sortant suivant les saisons.
Document 5
On effectue les relevés suivants pour une maison équipée dune VMC double-flux :
Débit dair : 120 m3.h-1
Air extérieur entrantAir reprisAir insuffléAir sortantTempérature (°C)2,019,015,05,0
Question 8
a. Calculer les quantités de chaleur Q1 et Q2 reçues ou perdues chaque seconde par lair entrant et par lair sortant.
Données : masse volumique de lair rðair = 1,28 kg.m-3 cair = 1,00.103J.kg -1.°C -1
La relation entre la variation d énergie interne et la variation de température pour un corps dans un état condensé est valable également pour l air.
b. Pourquoi peut-on dire que le fonctionnement de la VMC nest pas optimal ?
c. Comment peut-on expliquer quon natteigne pas lefficacité maximale pour linstallation ?
Question 9
Une VMC double flux est parfois associée à un puits canadien, comme indiqué dans le document 6. Dans ce cas, lair entrant passe dans un tube enterré à quelques mètres.
Quel est lintérêt dun tel dispositif ?
4°) La pompe à chaleur (PAC)
Document 7a
Document 7b
daprès site www.dolcevita.gazdefrance.fr
Question 10
a. Dans le tableau ci-dessous, attribuer à chacune des étapes successives 1, 2, 3 et 4 figurant sur le document 7b le titre et la description qui conviennent :
TitreEtapeDescription
La détente
(
(
1
(
(Le fluide frigorigène, sous forme de vapeur haute pression, passe de létat vapeur à létat liquide dans le condenseur. En se condensant, il cède de la chaleur à leau du circuit de chauffage qui alimente le plancher chauffant, les radiateurs ou les ventilo-convecteurs.
Lévaporation
(
(
2
(
(Le fluide frigorigène passe de létat liquide à létat vapeur en prélevant une partie de lénergie contenue dans lair extérieur.La compression
(
(
3
(
(Le fluide frigorigène sous forme liquide passe à travers le détendeur qui abaisse sa pression jusquau niveau nécessaire à lévaporationLa condensation et lémission
(
(
4
(
(Le fluide frigorigène à létat vapeur est aspiré et comprimé par le compresseur à moteur électrique.
b. Légender le document 8 ci-dessous avec les termes suivants : évaporateur, condenseur, compresseur, détendeur et indiquer létat physique du fluide frigorigène.
Document 8
Document 9
Une pompe à chaleur air-eau fonctionne comme une machine frigorifique, dont le principe peut être schématisé comme ci-dessous :
le fluide frigorigène prélève une quantité de chaleur Q1 à lair extérieur (considéré comme une « source froide » à la température T1) et restitue une quantité de chaleur Q2 à leau du circuit de chauffage (considérée comme une « source chaude » à la température T2) ; un travail électrique W est fourni au compresseur par le moteur.
Lefficacité de la pompe à chaleur est définie à laide dun coefficient appelé COP
(Coefficient of Performance) : EMBED Equation.3
Le bilan dénergie au niveau de la PAC permet décrire : W+Q1 = Q2
Question 11
a. Légender le schéma du document 9.
b. Expliquer en quoi le COP représente bien lefficacité (ou rendement) énergétique de la PAC.
c. Pourquoi la valeur du COP peut-elle être supérieure à 1 ?
Question 12
Une PAC air-eau installée dans une maison neuve a une puissance thermique (restituée au circuit de chauffage) de 15 kW.
a. Sachant que le COP de la PAC vaut 3,0, calculer, en kWh :
lénergie prélevée à lair extérieur en une heure
lénergie électrique consommée en une heure
b. Quelle est, en pourcentage, léconomie dénergie électrique réalisée pour les usagers de la PAC par rapport au chauffage par radiateurs électriques ?
Document 10
L'efficacité d'une pompe à chaleur décroît avec l'écart de température entre sources et est limitée par la HYPERLINK "http://fr.wikipedia.org/wiki/Deuxi%C3%A8me_principe_de_la_thermodynamique" \o "Deuxième principe de la thermodynamique" deuxième loi de la thermodynamique.
Pour le HYPERLINK "http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_Carnot" \o "Cycle de Carnot" cycle de Carnot, présentant lefficacité maximale : EMBED Equation.3
Les températures T sont exprimées en kelvins (K) : T[K]= qð[°C] + 273,15
Le COP de toute pompe à chaleur augmente avec la température T1 de la source froide et diminue avec la température T2 de la source chaude : il peut atteindre 5 à 7 en été pour de l'eau de piscine mais une valeur inférieure à 3 en hiver (les valeurs normalisées données par les fabricants sont pour un air à 7 °C et de l'eau de chauffage à 35 °C).
Le COP n'a de signification qu'à températures de source froide et de source chaude données.
De ce fait, la pompe à chaleur air/eau par exemple présentera par exemple un COP de 3,5 par +7 °C et de 2 à 0 °C extérieur.
Daprès site HYPERLINK "http://www.wikipédia.fr" www.wikipédia.fr
Question 13
a. Justifier les 2 phrases soulignées du document 10.
b. Calculer le COP théorique maximal :
pour un air extérieur à 7,0°C et de leau du circuit de chauffage à 35,0°C
pour un air extérieur à -10,0°C et de leau du circuit de chauffage à 35,0°C
Conclure.
5°) De la maison BBC à la RT 2012
La RT 2012 (applicable aux bâtiments neufs publics et tertiaires depuis le 28 octobre 2011 et aux bâtiments neufs à usage dhabitation à partir du 1er janvier 2013) reprend en fait le niveau de performance énergétique défini par le label BBC-Effinergie.
Document 11b
La RT 2012 sarticule autour de deux innovations fondamentales : la définition d'un exigence globale en consommation d'énergie primaire en valeur absolue et une meilleure prise en compte de l'impact énergétique du bâti dès sa conception associée au coefficient Bbio créé spécifiquement."
Objectif global dès la conception
Cest la différence essentielle par rapport à la RT 2005. Jusquà présent, les différentes RT se calaient tous les 5 ans autour de 10, 15 à 20 % de réduction des consommations en exprimant la valeur à respecter par rapport à un bâtiment de référence. Lobjectif en kWhep/m2 (kWh d'énergie primaire par m2 de SHON) dépendait ainsi de nombreux paramètres propres au projet (forme du bâtiment, détail des installations
). De ce fait, la consommation en énergie primaire à respecter pouvait varier fortement dun bâtiment à lautre.
"Avec la RT 2012, l'exigence sexprimera différemment, poursuit Jean-Robert Millet. Le coefficient de référence calculé à partir des détails du bâtiment sera remplacé par une valeur absolue, indépendante de la forme du bâtiment. Le gain par rapport à 2005 sera d'au moins 50% (et pourra varier fortement d'un bâtiment à l'autre)". Cet objectif ambitieux demandera à l'équipe de conception une réflexion à la fois plus globale et plus pointue, tant sur la conception du bâti que sur le choix des systèmes. "Par exemple, ajoute le spécialiste, en RT 2005, si vous décidiez de faire un bâtiment très découpé et peu compact, le coefficient de référence suivait. En RT 2012, ce coefficient ne sera plus fonction de la forme du bâtiment. Si la forme est pénalisante du point de vue de lénergie, il faudra compenser et faire mieux par ailleurs." L'effort demandé le sera donc dès la conception du bâti, à tous les niveaux : forme du bâtiment, isolation des parois, orientation et nature des baies, protection solaire, étanchéité, inertie thermique
sachant que le concepteur connaîtra lobjectif global de son projet avant même davoir tracé le premier coup de crayon du bâtiment. Cest un des points forts de la RT 2012. Bien entendu, l'objectif global en consommation d'énergie sera modulé selon un certain nombre de points qui ont un impact sur les consommations d'énergie indépendamment de la performance du bâtiment et de ses équipements, notamment la zone climatique, le type dutilisation des locaux (hôpital, bureau, école, logement
.), le type dénergie utilisée
Cest ici également que le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) intervient pour créer les méthodes et curs de calcul des logiciels destinés à aider les concepteurs à atteindre les nouveaux objectifs de la future réglementation et à permettre d'en vérifier le respect des exigences.
Un nouveau coefficient : Bbio
Comme il va falloir porter plus dattention quauparavant à la conception du bâti, un nouveau coefficient - appelé Bbio - sera introduit dans la RT 2012. Objectif : qualifier la qualité énergétique du bâti avant de savoir quels seront les systèmes qui léquiperont (chauffage, refroidissement, eau chaude sanitaire, photovoltaïque
). "Ce coefficient Bbio sera une exigence réglementaire destinée à orienter le concepteur dès le départ vers un bâti performant, les exigences de consommation dénergie et de confort dété étant par ailleurs conservées, précise Jean-Robert Millet. Le Bbio est une première étape. Elle correspond du reste au souhait des concepteurs de disposer dune approche bioclimatique avant davoir à choisir lensemble des systèmes pour leur projet. Cest un premier cadrage qui leur permettra de savoir si leur bâtiment tient la route ou pas."
Source :www.cstb.fr
Question 14
A laide des documents 11a à 11d :
a. Préciser quels sont les objectifs de la RT 2012 et les différences fondamentales par rapport à RT 2005.
b. Expliquer en quoi consiste la conception bioclimatique.
FICHE 3 Correction. Fiche à destination des enseignants
Question 1
a. La consommation dénergie primaire par m2 de SHON et par an doit être inférieure à une valeur Cepmax égale au produit de la valeur 50 par un coefficient de rigueur climatique.
Pour les bâtiments situés à Nancy : EMBED Equation.3
Pour ces bâtiments, on voit sur le document 1d : Cep= 60 kWh/m2/an < Cepmax ( conformes aux exigences du label BBC.
Pour les bâtiments situés à Nice : EMBED Equation.3
Pour ces bâtiments, on voit sur le document 1d : Cep < 30 kWh/m2/an < Cepmax ( conformes aux exigences du label BBC.
b. A Nancy (zone froide), le chauffage et leau chaude sanitaire sont les usages principaux.
A Nice (zone méditerranéenne), le chauffage est marginal et leau chaude sanitaire est le poste principal.
Question 2
a. La valeur Cep de la consommation dénergie primaire / m2 de SHON / an du poêle à bois prise en compte pour le label BBC est : EMBED Equation.3
b. La consommation réelle dénergie électrique liée au chauffage (facturée par le fournisseur délectricité), par m2 de SHON et par an est Eél telle que :
EMBED Equation.3
Question 3
La consommation dénergie primaire / m2 de SHON / an du bâtiment, calculée pour lobtention du label BBC est : EMBED Equation.3
En Ile-de-France, la valeur à ne pas dépasser pour le label BBC est : EMBED Equation.3
Le bâtiment ne peut donc pas obtenir le label BBC Effinergie.
Question 4
a. Cest la production deau chaude sanitaire (cuisine, bains, douches,
)
b. On pourrait proposer :
Linstallation dun chauffe-eau solaire individuel (CESI) : un fluide caloporteur circule dans des panneaux solaires placés en toiture et chauffe leau du ballon de stockage ; celui-ci comporte une résistance électrique qui fait lappoint en cas densoleillement insuffisant.
Linstallation dune pompe à chaleur (PAC) qui assurerait, en plus du chauffage, la production deau chaude.
Question 5
a. La consommation totale dénergie primaire par m2 de SHON et par an est notée Ceptotale : cest la somme de la consommation C du poste modifié et de la consommation Cepautres postes inchangée des autres postes.
EMBED Equation.3
Dans le projet initial, on calcule Cepautres postes = 78,55-50,5 = 28,05 kWh/m2/an
Dans le projet final, on calcule C : EMBED Equation.3
b. La consommation initiale dénergie primaire par m2 de SHON et par an liée à la production deau chaude sanitaire est Ci = 50,5 kWhep / m2 / an ; la consommation finale est Cf = 17,86 kWhep / m2 / an.
Le pourcentage déconomies réalisé est donc x tel que : EMBED Equation.3
c. Le montant initial annuel de la facture délectricité correspondant à ce poste est :
EMBED Equation.3
avec Eél i lénergie électrique réellement consommée pour ce poste : EMBED Equation.3
doù : EMBED Equation.3
De même, le montant final annuel de la facture délectricité correspondant à ce poste est :
EMBED Equation.3
avec Eél f lénergie électrique réellement consommée pour ce poste : EMBED Equation.3
doù : EMBED Equation.3
Léconomie réalisée annuellement sur la facture délectricité est donc Fi - Ff = 411 145 = 266 ¬
Question 6
a. Les performances d une maison BBC-Effinergie sont supérieures à celles exigées par la RT 2005 pour ce qui est de l isolation des parois opaques et des baies vitrées :
les résistances thermiques surfaciques des différentes parois opaques (toit, murs, sols,
) ont des valeurs minimales supérieures à celles exigées par la RRT 2005 : les parois sont donc mieux isolées dans la norme BBC-Effinergie
les ponts thermiques sont très faibles dans les projets BBC-Effinergie alors que la RT 2005 nécessite seulement des ponts thermiques moyens à faibles.
les baies vitrées ont un coefficient de déperdition thermique Uw valant au plus 1,7 W/m2.K dans les projets BBC alors que la valeur maximale autorisée par la RT 2005 est 2 W/m2.K : elles sont donc mieux isolées.
b. On lui conseille des doubles vitrages VIR qui permettent davoir Uw < 1,7 W/m2.K, contrairement aux doubles vitrages classiques. Le recours aux triples vitrages nest ici pas justifié, pour des fenêtres exposées au sud en Ile-de-France : ils induiront un surcoût, capteront et transmettront moins bien le rayonnement solaire.
Question 7
a. Circuit dinsufflation dair neuf ( Pièces sèches ; Circuit de récupération dair vicié ( Pièces humides
b.
c. Lété, le transfert de chaleur se fait de l air entrant vers l air sortant
(qðair entrant > (qðair sortant). L air sortant prend de l énergie à l air entrant, il le refroidit.
L hiver, c est l inverse : le transfert de chaleur se fait de l air sortant vers l air sortant (qðair sortant > (qðair entrant).
L air sortant donne de l énergie à l air entrant, il le réchauffe.
Question 8
a. Au niveau de l échangeur :
Pour l air entrant :
qði (air extérieur entrant) = 2,0 C
et qðf (air insufflé) = 15,0 C
Pour l air sortant : qð i (air repris) = 19,0 C
et qð f (air sortant) = 5,0 C
On calcule la quantité de chaleur Q1 reçue chaque seconde par l air entrant à l aide de la relation :
EMBED Equation.3
En 1 seconde, le volume Vair d air soufflé ou repris est : EMBED Equation.3
Doù : EMBED Equation.3
De même, on calcule la quantité de chaleur Q2 perdue chaque seconde par lair sortant à laide de la relation :
EMBED Equation.3
b. Le fonctionnement de la VMC nest pas optimal car lénergie cédée par lair sortant na pas été totalement récupérée par lair entrant : Q1 < Q2.
c. On natteint pas lefficacité maximale pour linstallation car :
léchangeur na pas un rendement théorique de 100 %
il y a des pertes au niveau des gaines qui ne sont pas isolées parfaitement : lair chaud perd une petite partie de son énergie en circulant dans les gaines au niveau des combles qui ne sont pas chauffés.
Question 9
Lair prélevé (air extérieur entrant) reste ainsi à température quasi-constante (environ 12°C) : il ne sera pas trop froid en hiver et pas trop chaud en été.
En hiver, cela revient à réaliser un préchauffage de lair extérieur qui alimentera la VMC et sera soufflé : des économies de chauffage seront ainsi réalisées.
En été, cela revient à réaliser un prérefroidissement de lair extérieur qui alimentera la VMC : une température plus basse pourra être obtenue dans la maison.
Question 10
TitreEtapeDescription
La détente
(
(
1
(
(Le fluide frigorigène, sous forme de vapeur haute pression, passe de létat vapeur à létat liquide dans le condenseur. En se condensant, il cède de la chaleur à leau du circuit de chauffage qui alimente le plancher chauffant, les radiateurs ou les ventilo-convecteurs.
Lévaporation
(
(
2
(
(Le fluide frigorigène passe de létat liquide à létat vapeur en prélevant une partie de lénergie contenue dans lair extérieur.La compression
(
(
3
(
(Le fluide frigorigène sous forme liquide passe à travers le détendeur qui abaisse sa pression jusquau niveau nécessaire à lévaporationLa condensation et lémission
(
(
4
(
(Le fluide frigorigène à létat vapeur est aspiré et comprimé par le compresseur à moteur électrique.a.
b.
Question 11
a.
b. Le rendement ou efficacité énergétique de la PAC correspond au rapport de lénergie utile fournie par la PAC sur lénergie quil a fallu dépenser pour son fonctionnement :
EMBED Equation.3
c. Cest grâce à lair extérieur, source froide qui cède « gratuitement » une énergie Q1 :
EMBED Equation.3
Question 12
a. Lénergie thermique restituée par la pompe en une heure est Q2 = 15 kWh
On calcule lénergie Q1 prélevée à lair extérieur en une heure : EMBED Equation.3
Comme EMBED Equation.3 , on obtient : EMBED Equation.3 et donc EMBED Equation.3
Lénergie électrique W consommée en une heure :
EMBED Equation.3
b. Sans la pompe à chaleur, lénergie électrique consommée en une heure aurait été Wél=Q2=15 kWh
Avec elle, lénergie électrique consommée en une heure par le moteur est Wél=W=5,0 kWh=Wél/3
On a ainsi économisé les 2/3 de lénergie initiale, soit un pourcentage de 67%.
Question 13
a. Daprès lexpression EMBED Equation.3 :
plus T1 augmente, plus le dénominateur est petit et plus COPmax est grand
plus T2 augmente, plus le dénominateur est grand et plus COPmax est petit
Il ny a pas de COPmax dans labsolu : il dépend des 2 valeurs T1 et T2.
Remarque : lefficacité est moins bonne quand la température T1 de lair extérieur est basse, cest-à-dire quand la PAC doit fonctionner pour chauffer la maison !
b. Pour un air extérieur à 7,0°C et de leau du circuit de chauffage à 35,0°C :
On calcule T1=qð1 + 273,15=280,15 K et T2=qð2 + 273,15=308,15 K
EMBED Equation.3
Pour un air extérieur à -10,0°C et de l eau du circuit de chauffage à 35,0°C :
On calcule T1=qð1 + 273,15=263,15 K et T2=qð2 + 273,15=308,15 K
EMBED Equation.3
On retrouve les résultats du a. : l efficacité de la PAC diminue quand la source froide est trop froide.
En période de froid hivernal, les performances de la PAC sont en dessous de celles annoncées par les fabricants, calculées pour qð1 moyen=7°C.
Question 14
a. Les objectifs sont de concevoir des bâtiments qui consommeront peu dénergie et qui auront ont bien conçus en termes de « forme du bâtiment, isolation des parois, orientation et nature des baies, protection solaire, étanchéité, inertie thermique
», indépendamment des équipements performants qui seront ensuite installés pour le chauffage, le refroidissement, leau chaude sanitaire.
La RT 2012 comportera :
une valeur maximale de consommation Cepmax de 50 kWhep/m2 (kWh d'énergie primaire par m2 de SHON) à ne pas dépasser, indépendamment de la forme et des équipements du bâtiment
un nouveau coefficient appelé Bbio qui renseignera sur la qualité énergétique du bâtiment ; il ne devra pas dépasser une valeur Bbiomax calculé en fonction des données climatiques, des caractéristiques du bâti et des scénarii dutilisation
une température intérieure de consigne Tic, température maximale atteinte au cours dune période de 5 jours consécutifs de forte chaleur : elle devra être inférieure à 28°C.
La différence fondamentale avec la ,-.123;&?&@&K&&&&¯&*¬*¬*¬z¬jO¬z* ¬$,&P#$/IfgdØJ$$,&P#$/Ifa$gdØJgdØJgd/Sgkdü $$IfFÖÖÿ5*¡*
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Q1
Moteur
Q2
Air extérieur
PAC
Eau du circuit de chauffage
Source : guide Effinergie
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