DU PROJET DE FIN D’ETUDES - eprints2.insa …eprints2.insa-strasbourg.fr/1237/2/annexes_final.pdf · Calcul du facteur de charge : Où Calcul des pertes thermiques ... être calculés

GENIE CLIMATIQUE ET ENERGETIQUE

ANNEXES

DU PROJET DE FIN D’ETUDES

Outil de comparaison des performances énergétiques des systèmes CVC

Réalisé dans la société DV Construction

Par Ilham LATRECH

TUTEUR INSTITUTIONNEL (COSTIC) : A.JEGOU

TUTEUR ENTREPRISE : B.CHOLLET

Août 2012

Etudiante : Ilham LATRECH Outil de comparaison des performances Tuteur : A.JEGOU Energétique des systèmes CVC Août 2012 Page 2

Annexe n°1 : Détails du calcul du rendement des chaudières

On représente ci-dessous les formules utilisées pour la détermination des performances

énergétiques des chaudières.

Calcul du facteur de charge :

Où

Calcul des pertes thermiques à pleine charge :

Le rendement à pleine charge est mesuré à la température moyenne de référence de l’eau dans le générateur. Ce rendement doit être ajusté à la température moyenne réelle de l’eau dans le générateur, pour la période de calcul considérée. Le rendement corrigé à cette température moyenne réelle à pleine charge est calculé à l’aide de la formule suivante:

Où

: est le rendement du générateur à la charge intermédiaire. Si aucune valeur n’est disponible, des valeurs par défaut sont fournies. : est le facteur de correction tenant compte de la variation du rendement en fonction de la température moyenne de l’eau dans le générateur. Des valeurs par défaut sont fournies. : est la température moyenne de l’eau dans le générateur (ou température de retour vers la chaudière pour les chaudières à condensation) dans les conditions d’essai pour une charge intermédiaire. : est la température moyenne de l’eau dans le générateur (ou température de retour vers le générateur pour les chaudières à condensation) en fonction des conditions de fonctionnement spécifiques, pour la période de calcul considérée.


Calcul des pertes thermiques à charge intermédiaire

La charge intermédiaire dépend du type de générateur. Les valeurs par défaut sont indiquées. Les pertes thermiques du générateur corrigées à la charge intermédiaire sont calculées à l’aide de la formule suivante :

Où

: Rendement corrigé à charge intermédiaire

: Puissance à charge intermédiaire.

Calcul des pertes thermiques à charge nulle :

L’équation suivante permet de calculer les pertes thermiques du générateur corrigées à la température réelle à charge nulle Фgnr,ls,P₀,corr :

Où : sont les pertes thermiques à l’arrêt à charge nulle pour , . : est la température moyenne de l’eau dans le générateur (ou la température de retour vers le générateur pour les chaudières à condensation) en fonction des conditions de fonctionnement spécifiques. : est la température intérieure de la chaufferie. Les valeurs par défaut sont indiquées. : est la différence entre la température moyenne de l’eau dans le générateur et la température ambiante. Les valeurs par défaut sont fournies. Calcul des pertes thermiques récupérables : Energie des auxiliaires Pour l’énergie électrique récupérable des auxiliaires, il existe une distinction entre :

⎯ L’énergie électrique récupérable des auxiliaires transmise au fluide caloporteur (par exemple, eau). On suppose que l’énergie des auxiliaires transférée au vecteur énergétique est totalement récupérée. ⎯ L’énergie électrique récupérable des auxiliaires transférée à l’espace chauffé.


L’équation suivante permet de calculer l’énergie électrique récupérée des auxiliaires transmise au fluide caloporteur.

Où ; : est la partie de l’énergie des auxiliaires transférée au système de distribution. Une valeur par défaut est fournie. Puissance électrique des auxiliaires. L’équation suivante permet de calculer l’énergie électrique récupérable des auxiliaires transférée à l’espace chauffé : Où ; : est la partie de l’énergie électrique non transférée au système de distribution. Une valeur par défaut est fournie. : est le facteur de réduction de la température dépendant de l’emplacement du générateur. Une valeur par défaut est fournie.

Pertes à travers l’enveloppe de la chaudière

Seules les pertes thermiques à travers l’enveloppe du générateur sont considérées récupérables et dépendent du type de brûleur. Les pertes thermiques récupérables à travers l’enveloppe du générateur sont

calculées à l’aide de la formule suivante :

Où ;

: sont les pertes thermiques à travers l’enveloppe du générateur exprimées sous forme de fraction des pertes thermiques totales à l’arrêt. Des valeurs par défaut sont fournies. : est le facteur de réduction de la température en fonction de l’emplacement du générateur des valeurs par défaut sont fournies.

: est le temps de fonctionnement de la chaudière.


Valeur par défaut des rendements à pleine charge et à la charge intermédiaire en

fonction de la puissance du générateur.

Le rendement du générateur à pleine charge en fonction de la puissance du générateur est donné par la formule ci-dessous:

Le rendement du générateur à charge intermédiaire en fonction de la puissance du générateur est donné par la formule ci-dessous:

Le rendement du générateur à pleine charge et à la charge intermédiaire pour les chaudières fioul à condensation en fonction de la puissance du générateur est donné par la formule ci-dessous:

Où

: est la puissance nominale ;

c₁, c₂, c₃, c₄ : sont les coefficients indiqués dans le tableau ci-dessous.

₁ ₂

₂ ₄

₃ ₄


Figure n°1 : Paramètres de calcul du rendement du générateur et de la température minimale de fonctionnement

La valeur par défaut pour les pertes thermiques à l’arrêt en fonction de la puissance du générateur est calculée à l’aide de la formule suivante: Où

Ф : est la puissance nominale ; c₆, c₅ : sont les paramètres indiqués dans le Tableau ci-dessous.

Ф ₅

Ф

₆


Figure n°2 : Paramètres pour le calcul des pertes thermiques à l’arrêt


Facteur de correction tenant compte de la variation de rendement en fonction de température moyenne de l’eau dans le générateur.

Type de chaudière θgnr,w,test,Pn fcorr,Pn

Chaudière standard 70 0,04 %/°C

Chaudière à basse température 70 0,04 %/°C

Chaudière à condensation à gaz 70 0,2 %/°C

Chaudière à fioul à condensation 70 0,1 %/°C

Chaudière à biomasse standard 70 0,04 %/°C

Figure n°3 : Valeurs par défaut pour le facteur de correction à charge intermédiaire

fcorr,Pn

Type de chaudière θgnr,w,test,Pn fcorr,Pint

Chaudière standard 50 0,05 %/°C

Chaudière à basse température 40 0,05 %/°C

Chaudière à condensation à gaz 30 0,2 %/°C

Chaudière à fioul à condensation 30 0,1 %/°C

Chaudière à biomasse standard 70 0,05 %/°C

Figure n°4 : Valeurs par défaut pour le facteur de correction à pleine charge fcorr,Pn

Remarque : Pour une chaudière à condensation, les essais ne sont pas réalisés avec une température moyenne de l’eau dans le générateur définie (moyenne des températures de départ et de retour), mais avec une température de retour de 30 °C. Le rendement correspondant à cette température de retour peut être appliqué pour la température moyenne de l’eau dans le générateur de 35 °C. Pertes thermiques récupérables de génération

- La valeur par défaut de la partie de l’énergie des auxiliaires transférée au sous-système de distribution frvd,aux est 0,75.

L’équation suivante permet de calculer la partie de l’énergie des auxiliaires transférée à l’espace chauffé frbl,aux :

- La partie des pertes thermiques à l’arrêt attribuée aux pertes thermiques à travers l’enveloppe du générateur est donnée par fgnr,env. Les valeurs par défaut de fgnr,env sont indiquées dans le Tableau ci-dessous :

Type bruleur fgnr,env

Bruleur atmosphérique 0,5

bruleur assisté par ventilateur 0,75

Figure n°5 : Partie des pertes thermiques à l’arrêt attribuée aux pertes à travers

l’enveloppe du générateur

frbl,aux = 1− frvd,aux


- Données par défaut du facteur de réduction en fonction de l’emplacement de la chaudière

Emplacement du générateur Facteur de réduction de Température bbrm

Température ambiante de la Chaufferie θi,brm

extérieur 1 θext

dans la chaufferie 0,3 13

sous toiture 0,2 5

dans l'espace chauffé 0 20

Figure n°6 : Facteur de réduction de température et température ambiante de la

chaufferie par défaut


Annexe n°2 : Calcul du coefficient de performance saisonnier des pompes à chaleur Définition de la distribution des BINS Les points de fonctionnement et le nombre de BINS ont été choisis selon la répartition des températures extérieures des cinq sites choisis. Les limites inférieures et supérieures sont calculées comme étant les températures situées au milieu des points de fonctionnement, arrondies à une valeur entière. La limite inférieure du premier BIN est la température extérieure la plus basse qui apparaît dans l’ensemble de données météorologiques. La limite supérieure du dernier BIN pour le chauffage des locaux est la température limite supérieure pour le chauffage. Etape n°3 : Calcul du coefficient de pondération ; Les besoins de chauffage des locaux du BIN j peuvent être calculés à l’aide d’un facteur de pondération qui est dérivé de l’évaluation de la fréquence cumulée de la température de l’air extérieur, au moyen des degrés-heures de chauffage cumulé (DHH).Il est calculé à l’aide de la formule suivante : Où

: Coefficient de pondération.

: Les degrés-heures de chauffage cumulés jusqu’à la limite de température

supérieure du bin.

: Les degrés-heures de chauffage cumulés jusqu’à la limite de température inférieure du bin. : sont les degrés-heures totaux de chauffage cumulés jusqu’à la limite de température supérieure pour le chauffage des locaux Calcul des besoins : Les besoins en énergie calorifique pour le chauffage des locaux

pour chaque BIN sont donc calculés selon l’équation suivante :

Calcul de la température de départ est déterminée avec la courbe suivante représentant la température de départ en fonction de la température extérieure selon le système d’émission (radiateurs et plancher chauffant).


Figure n°7 : Réglage du régulateur de température de départ (courbe caractéristique du chauffage)

Etape n°5 : Correction du COP dû à l’écart de température au niveau du condenseur de

la pompe à chaleur

L’évaluation de la dépendance du COP vis-à-vis des températures de la source de chaleur et de sortie d’eau n’est correcte que si le débit massique correspond au débit massique utilisé pendant les essais normalisés. Sinon, des conditions de température différentes apparaissent au condenseur de la pompe à chaleur. C’est pourquoi l’écart de température de la pompe à chaleur, basé sur le débit massique défini par la conception du système d’émission, doit être pris en compte. L’écart de température et le débit massique sont liés par l’équation suivante :

où :

: est l’écart de température côté condenseur de la pompe à chaleur (K) : est la puissance calorifique de la pompe à chaleur (W)

: est le débit massique du fluide caloporteur côté condenseur de la PAC (kg/s) : est la capacité calorifique massique du fluide caloporteur

Pour des pompes à chaleur entraînées électriquement, l’écart de température au point de performance nominale est fixé à 5 K. Grâce à cet écart, le débit massique pour les essais est déterminé et appliqué à tous les points d’essai. Ainsi, l’écart de température au cours des essais pour les différents points de fonctionnement peut être déterminé avec l’équation précédente. L’écart de température en fonctionnement peut être déterminé avec le débit massique en fonctionnement, qui est évalué dans les conditions extérieures de conception.


Si l’écart de température en fonctionnement est différent de celui des essais, la température moyenne du condenseur est différente de celle des essais et les valeurs du COP doivent donc être corrigées. La correction peut être obtenue à l’aide de l’équation suivante : Où : COPΔθ : COP corrigé pour un écart de température différent lors des essais et en fonctionnement (W/W) COPstandard : COP obtenu à partir des essais normalisés (par exemple conformément à l’EN 14511) (W/W) Δθstandard : écart de température côté condenseur dû aux conditions des essais normalisés (K) Δθopr : écart de température côté condenseur, en fonctionnement, dû à la conception du système d’émission de chaleur (K) Tsk : Température sortie PAC(K) ΔTsk : différence moyenne de température entre le fluide caloporteur et le fluide frigorigène dans le condenseur (K) Tsc : Température de la source de chaleur (K) ΔTsc : différence moyenne de température entre le fluide caloporteur et le fluide frigorigène dans l’évaporateur (K)

Remarque : Les différences moyennes de température entre le fluide caloporteur et le fluide frigorigène dans le condenseur et l’évaporateur peuvent être estimées à ΔTsk = ΔTsc = 4 K pour des composants échangeant avec l’eau. Dans le cas de composants échangeant avec l’air, la valeur à employer est ΔTsk = ΔTsc = 15 K. Interpolation de la puissance calorifique et du COP pour les conditions de

température

À partir du COPΔθ et de la puissance calorifique corrigée, les conditions de température réelles au point de fonctionnement du BIN correspondant sont obtenues par interpolation.

Calcul des pertes thermiques

Un réservoir de stockage du système de chauffage, interne ou externe, éventuellement installé produit des pertes dans l’environnement qui peuvent être calculées avec les valeurs des pertes thermiques d’attente pour le BIN j à l’aide de la formule suivante :

Δθ

Δθ Δθ

Δθ

Δ Δ


Les pertes de stockage du réservoir de stockage du système de chauffage peuvent être calculées par sommation sur tous les bins :

Où : : sont les pertes thermiques du réservoir de stockage du système de chauffage dans l’environnement, pour le bin j (J) θ : est la température moyenne de stockage du réservoir de stockage du système de chauffage, pour le bin j (°C) θ : est la température ambiante à l’emplacement du réservoir (°C) Δθst,sby : est la différence de température due aux conditions d’essai en mode d’attente du réservoir (K) : sont les pertes thermiques d’attente dues aux conditions d’essai en mode d’attente du réservoir (kWh/j) : est la durée du bin j (s) La température moyenne de stockage du réservoir de stockage du système de chauffage, pour le bin j est calculé comme suit :

Où : : est la température moyenne de stockage du réservoir de stockage du système de chauffage, pour le bin j : est la température de départ du système de génération de chauffage des locaux, pour le bin j (°C) : est la température de retour du système de distribution de chauffage des locaux,

pour le bin j (°C)

Etape n°8 : Calcul des pertes thermiques récupérables :

Les pertes thermiques de l’auxiliaire sont calculées comme suit :

θ θ

Δθ


Calcul des consommations électriques de la PAC

La consommation totale est la somme des consommations des BIN.

Calcul du coefficient de performance saisonnier (SPF).

Le SPF est calculé comme suit :


Annexe 3: Calcul des besoins d’ECS

- Les besoins journaliers d’ECS pour une température d’utilisation de 50°C et pour

différentes utilisations, sont en fonction de l’unité (nombre d’occupants, nombre de

lits….) et de la valeur donnée dans le tableau ci-dessous selon l’utilisation du

bâtiment.

Type de batiment Besoins en l/j

Bureaux 4,7*nb occup

Internats,foyers 60*nb occup

Casernes 41*nb occup

Hotels 73*nb lit+54*nb occup

Restauration

d'Hotel 31*nb places

indépendante normale 12*nb repas

rapide 3*nb repas

Cuisine collectives

avec prépa.complète 13*nb repas

relais de cuisine centrale 6*nb repas

Batiments hopitaliers

cliniques 12,5*nb lits

grands hopitaux 13,3*nb lits

centres sportifs

salles de sport avec douches 6,5*nb visiteurs

piscine avec douches 8,6*nb visiteurs

Figure n°8 : Besoins en l/j selon l’usage du bâtiment

- Les consommations d’ECS sont déterminées en KWh/an selon la formule suivante :

Où : : Température d’utilisation

: Température de l’eau froide


Annexe n°4 : Calcul de la performance du système solaire thermique pour la

production d’ECS

Le calcul du coefficient de déperdition de la boucle de captage, des capteurs et de la

tuyauterie est calculé à l’aide de la formule suivante :

Où :

a₁ : Coefficient de déperdition du capteur solaire en fonction de la superficie du capteur

a₂ : Coefficient de déperdition par rapport à la température en fonction de la superficie du

capteur.

: Coefficient de déperdition totale de la tuyauterie de la boucle de captage y compris

les tuyaux entre le capteur et la tuyauterie entre le champ de capteurs et le

réservoir de stockage solaire.

Le calcul du coefficient de déperdition total est calculé à l’aide de la formule suivante :

Où ;

: Le volume du réservoir de stockage.

Le calcul du coefficient de correction de la capacité de stockage est calculé à l’aide de la

formule suivante :

₁ ₂


Le calcul des pertes thermique est déterminé à l’aide de la formule suivante :

Les pertes thermiques du système de distribution sont déterminées à l’aide de la formule

suivante :

La consommation d’énergie des auxiliaires est calculée à l’aide de la formule suivante:

Le taux de couverture est calculé à l’aide de la formule suivante :

Le rendement du système solaire thermique est calculé à l’aide de la formule suivante :


Annexe n°5 : Calcul des coûts annuels engendrés

Le coût annuel est calculé à l’aide de la formule suivante :

Où ;

Le coût annuel est en [€/an].

Le prix du KWh est en [cts € / kWh].

La consommation totale combustible est en [KWh/an].

Le prix fixe annuel est en [€/an].

L’économie (Conso totale sur énergie finale) est calculée à l’aide de la formule suivante :

Le temps de retour sur investissement est calculé à l’aide de la formule suivante :


Annexe n°6 : Consommations de la cité municipale estimées par le bureau

d’études

Calcul poste chauffage :

Puissance consommée (kW)

Etude STD

Heures de fonctionnement

Energie Consommée

(kWh)

Total Pourcentage d'utilisation

Puissance électrique à fournir aux machines

Total Nbre

d'heures

PAC géothermie + 2 chaudières

38,87

41,42% 16,10 10 h

3 h 52

36,95% 14,36 6 h 93

PAC géothermie + 1 chaudière

38,54

52,32% 20,16 21 h

9 h 180

45,12% 17,39 12 h 212

PAC Géothermie

38,20

97,44% 37,22

1597 h

16 h 605

78,92% 30,15 25 h 759

60,41% 23,08 38 h 881

41,90% 16,01 52 h 832

23,39% 8,93 143 h 1277

4,87% 1,86 1323 h 2463

0,00% 0,00 0 h 0

TOTAL (kWh)

7355

Figure n°9 : Calcul des consommations du poste chauffage

Calcul poste rafraichissement :

Puissance consommée (kW)

Etude STD

Heures de fonctionnement

Energie Consommée

(kWh)

Total Pourcentage d'utilisation

Puissance électrique à fournir aux machines

Total Nbre

d'heures

GF 1 + GF 2 153

76,04% 116,34

340 h

10 h 1 220

68,91% 105,44 18 h 1 871

61,71% 94,41 44 h 4 188

54,08% 82,74 69 h 5 672

46,55% 71,23 83 h 5 918

38,80% 59,36 116 h 6 894

GF 1 + forage direct

76,5

65,47% 50,08 315 h

147 h 7 352

55,19% 42,22 168 h 7 083

44,98% 34,41

4416 h

326 h 11 214

9,60% 7,34 4090 h 30 027

0,00% 0,00 0 h -

TOTAL (kWh) 81 439

Figure n°10 : Calculs des consommations du poste rafraichissement


Pompes rafraichissement :

Figure n°11 : Calcul des consommations des auxiliaires de rafraichissement

Pompes chauffage :

Pompe PAC

Pompe réinjection chaudières

Puissance pompe (kW) 1,5 1,1

Nombre d'heures total de fonctionnement 1628 1200

% Qv % heures

20% 0,20% 0,97 0,53

20% 0,40% 1,95 1,05

30% 0,55% 4,02 2,17

40% 0,75% 7,31 3,95

50% 1,00% 12,19 6,59

60% 1,55% 22,67 12,25

70% 2,35% 40,09 21,67

80% 3,19% 62,39 33,72

90% 8,78% 193,02 104,34

100% 81,24% 1 983,82 1 072,34

TOTAL (kWh) 2 328,43 1 258,61

3 587,04

Figure n°12 : Calcul des consommations des auxiliaires de chauffage


Annexe 7: Extraits de l’outil

Figure n°13 : Généralités

Figure n°14: Consommations du système de production


Figure n°15: calcul des pertes thermiques du réseau de distribution

Figure n°16: calcul des pertes thermiques du réseau de distribution

Figure n°17: Saisie des données relatives au système de refroidissement n°1


Figure n°18: Saisie des données relatives au système de refroidissement n°2

Figure n°19: Résultats des consommations du système de refroidissement


Figure n°20: Consommations des auxiliaires coté distribution


Figure n°21: Consommations des auxiliaires coté production


Figure n°22 : Calcul du coefficient frigorifique saisonnier

Figure n°23 : Calcul du temps de fonctionnement de la chaudière


Figure n°24 : Calcul de la consommation d’ECS


Annexe 8 : Planning de réalisation

Figure n° 25: Planning de réalisation


Annexe 9 : Comptes rendus intermédiaires

Compte rendu Mars 2012 :

1- Prise en main du sujet : du 13 au 25 Février

J'ai démarré ma mission le 13 Février par des recherches sur les systèmes CVC que je dois

intégrer dans l'outil de calcul à mettre en place.

J’ai pris connaissance de la norme européenne NF15316 détaillant les méthodes de calculs

des consommations des différents systèmes de productions tels que les chaudières, pompes

à chaleur, solaire thermique et les réseaux de chaleur.

2- Démarrage de la conception : du 27 Février au 10 Mars

J'ai analysé les notes de calculs du projet 'cité municipale' à Bordeaux. L’objectif est de

s’inspirer de cet exemple afin de récupérer quelques données d'entrées à intégrer dans

l'outil. J’ai spécifié avec les utilisateurs les différentes fonctionnalités, ainsi que l’ergonomie

de l’outil de calcul.

3- Démarrage de la réalisation : du 12 au 24 Mars

J’ai réalisé sous format Excel les calculs de consommation des systèmes de génération tels

que les chaudières.

La prochaine étape : Je prévois de traiter le calcul des pertes par distributions et les calculs

de consommations des systèmes d'émissions.

Compte rendu Avril 2012 :

Rappel du sujet de stage : Mise en place d’un outil de comparaison des performances

énergétiques pour différents systèmes CVC

Phase I : Prise en main du sujet

Tout d’abord, j’ai pris connaissance du sujet et j’ai établi les objectifs et le planning avec le

tuteur en entreprise.

Ensuite, j’ai commencé par effectuer des recherches sur les systèmes CVC à intégrer dans

l’outil de calcul. Et par la suite j’ai fixé les données d’entrée et de sortie avec les différents

utilisateurs de l’entreprise.

J’ai également pris connaissance des méthodes de calculs établies par la norme

européenne relatives aux systèmes de production de chaleur.


Phase II :

J’ai commencé par une recherche des formules de calcul des consommations des systèmes

de production, de distribution, d’émission et de ventilation. Lors de cette phase, j’ai rencontré

des difficultés à récolter toute ces informations. J’ai sollicité un collègue de l’entreprise afin

de me fournir la documentation nécessaire.

Phase III :

Lors de cette phase, j’ai commencé par effectuer des calculs sur Excel afin d’obtenir des

rendements des différents types de chaudière (Bois, Condensation, et les chaudières

standards à combustion).

Phase IV :

Lors de cette phase, j’ai établi un schéma de principe d’une installation de chauffage simple

afin de calculer les consommations de ce type d’installation. J’ai fixé les systèmes

d’émissions de chaleur (radiateurs, plancher chauffant, et circuit CTA), j’ai établi les

rendements d’émissions relatifs à ce type de système d’émission ensuite je me suis

focalisée sur les calculs des pertes par distribution. Pendant cette phase, j’ai eu des

difficultés pour établir des ratios de longueur de tube selon la surface traitée par chaque

système d’émission, ainsi qu’un ratio pour les hauteurs manométriques des pompes de

circulation. Pour cela j’ai consulté différents projets réalisés par l’entreprise. J’en ai extrait les

surfaces traitées pour (radiateurs, plancher chauffant, et circuit CTA) ainsi que les longueurs

de tuyauteries.

Après avoir validé les résultats obtenus avec mon tuteur d’entreprise. J’ai fixé le bloc de

systèmes d’émissions et de distributions.

Phase V :

Lors de cette phase j’ai établi des recherches sur les formules de calculs des consommations des différents types de pompes à chaleur. J’ai eu des difficultés car la méthode de calcul trouvée nécessite des données d’entrées inconnues par l’utilisateur lors d’une phase d’avant-projet. Je me suis basée sur la méthode des « BIN ». La méthode nommée « BIN » suppose des besoins de chaleur de chauffage connus dans un bâtiment. Ces besoins sont répartis proportionnellement sur autant de cas de charge que désiré. Pour chaque charge, le rendement moyen ou COP est déterminé. J’ai extrait les BINS pour les principales villes couvertes par l’entreprise grâce aux fichiers météo du logiciel Trnsys. J’ai lancé le calcul en me basant sur cette méthode. Phase VI :

Durant cette phase, je me suis focalisée sur le calcul des consommations des pompes de

distribution et les pompes coté production.

J’ai contacté le constructeur « Salmson » afin de me fournir un outil de sélection de ce type

de pompes en fonction de la profondeur et du débit. Ensuite, j’ai pu calculer la

consommation électrique de ces auxiliaires.


Compte rendu Mai 2012


énergétiques pour différents systèmes CVC.

Avancement :

Depuis mon dernier compte rendu, j’ai avancé dans les calculs de consommations des

systèmes CVC choisis.

J’ai mis en œuvre les formules de calcul de la consommation énergétique totale liée à la

ventilation.

J’ai pris en compte la consommation électrique des ventilateurs éventuels et la

consommation pour le chauffage de l’air. J’ai également pris en compte qu’une partie des

pertes des ventilateurs de soufflage peut être récupérée sous forme de chaleur dans l’air

neuf. J’ai estimé la consommation électrique des ventilateurs au moyen des pertes de

charge du réseau de distribution. J’ai pris des valeurs par défaut des pertes de charge en

fonction du type de l’installation.

Par la suite, j’ai effectué des calculs de consommation due à la production d’ECS. Je me suis basée sur les cours enseignés au COSTIC de Madame Marie Josèphe, et de Madame Camille Petit Jean pour calculer la consommation d’eau chaude sanitaire solaire. Ensuite, j’ai traité le cas de la production de chaleur via les chaudières bois. Je me suis basée sur le cours de combustion enseigné par Monsieur Erb afin de calculer le rendement global annuel de ce type de chaudière en fonction du type de combustible brulé (Buches, Bois humide, plaquettes forestières). Afin d’en déduire une consommation annuelle, il fallait calculer le temps de fonctionnement annuel de la chaudière. J’ai donc mis en place un fichier météo afin de calculer le temps de fonctionnement de la chaudière en fonction du profil de charge.

J’ai, par la suite, calculé la consommation énergétique des groupes froids et des PAC réversibles. Je me suis basée sur la norme EUROVENT qui évalue la performance de ces machines par l’ESEER qui est la moyenne des efficacités (EER) à charge partielle à partir des quatre conditions de fonctionnement pondérées du temps de fonctionnement. J’ai établi un fichier météo afin de calculer le temps de fonctionnement aux quatre taux de charge (100%,75%,50% et 25%). La prochaine étape de mon projet consistera à contacter les différents constructeurs de groupes froids afin de me renseigner sur les performances de leurs machines, et par la suite établir l’ergonomie de l’outil et de ses fonctionnalités.


Compte rendu Juin 2012 :


énergétiques pour différents systèmes CVC.

Avancement :

Depuis mon dernier compte rendu, j’ai avancé dans les calculs des consommations des

systèmes CVC choisis.

Phase I :

J’ai finalement pu rencontrer les fabricants des groupes froids et PAC afin de me renseigner

sur les performances de leurs machines, notamment CIAT, Carrier et Trane. Ils m’ont fourni

les coefficients de performance des PAC réversibles par rapport aux différentes

températures de fonctionnement. J’ai récapitulé ces résultats dans un tableau et ensuite

réalisé une régression linéaire sur Excel afin d’obtenir des courbes qui permettront, par la

suite aux utilisateurs de l’outil d’obtenir la performance de la machine selon le régime de

fonctionnement imposé.

Phase II :

Par la suite, j’ai travaillé sur l’ergonomie de l’outil. J’ai tout d’abord proposé plusieurs

variantes avec différentes fonctionnalités, et ensuite j’ai échangé avec les futurs utilisateurs

de l’outil afin de valider l’ergonomie de l’outil et de proposer d’éventuelles modifications.

Phase III :

J’ai réintégré dans le même document les différentes feuilles de calculs effectuées système

par système à savoir, le calcul des rendements des chaudières, le COP des différents types

de PAC, le rendement du système solaire thermique, le calcul des pertes par distribution, le

calcul de la consommation d’eau chaude sanitaire solaire et les rendements d’émission type

selon le système d’émission.

Phase IV :

Afin de lancer des simulations pour une installation complète, des besoins en chaud et froid

par type de bâtiment sont nécessaires mais ils étaient indisponibles. J’ai donc sollicité un

collègue qui effectue des simulations thermiques dynamiques afin de les obtenir pour des

bureaux, des établissements scolaires et des commerces.

Phase V :

Lors de cette phase, j’ai réalisé un comparatif économique entre les systèmes de production

choisis et déjà définis dans un onglet dédié « définition des variantes »

La prochaine étape de mon projet consistera à finaliser les calculs de consommation des

systèmes de refroidissement ainsi que la rédaction du guide d’utilisation et la synthèse de

mon projet de fin d’études.

Documents

DU PROJET DE FIN D’ETUDES - eprints2.insa …eprints2.insa-strasbourg.fr/1237/2/annexes_final.pdf · Calcul du facteur de charge : Où Calcul des pertes thermiques ... être calculés