Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours
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Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Plan du cours Introduction Traitement de l'air Calcul de Charges climatiques Éléments de technologie Spécificités de la régulation Approche système et fonctionnelle des installations de génie climatique Calcul de Charges Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 1 Plan de séance Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 2 Introduction Généralités concernant la météo Prise en compte de l'inertie Principe du bilan thermique Objet du calcul des Charges Différentes méthodes... Aucune n'est « plus juste » que les autres Des logiciels existent Régime permanent / dynamique Les différentes méthodes Pas de bilan « complet » prévu pour l'examen mais un « morceau » stratégique... Passage en revue des différentes charges Applications le piège du renouvellement d'air tracé de la droite de soufflage Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 3 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont Michaël Thienpont 6 décembre 2005 4 Octobre 2005 page 1 Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Principe du bilan thermique Plusieurs cas Bilan en RP... Calcul réglementaire Cas hiver facilité mathématique didactique pas toujours adapté Climatisation ou chauffage ? Cas été exemple : chambre climatique d'essais pharmaceutiques exemple : immeuble fortement vitré calcul de climatisation Cas en mi-saison Réalité : régime dynamique calcul généralement oublié... inertie forte / inertie faible variations de charges fortes / faibles Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 5 Les méthodes Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 6 Les différentes charges Méthodes manuelles (stylo ou tableur) Guide AICVF Méthode du Costic Calcul des charges (éditions parisiennes, P. Courtin) Airwell (reprise dans le Mémotech) ... Méthodes logicielles ... Fondements physiques communs ! Ratios ou données réelles ? Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 Ne pas mélanger les méthodes ! 7 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont Michaël Thienpont 6 décembre 2005 8 Octobre 2005 page 2 Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Les différentes charges 2 Calculs distincts Extérieur Calcul réglementaire parois opaques vitrages infiltrations renouvellement d'air ? (piège à éviter) RT2000 Cas défavorable, calcul par bâtiment ou logement type Calcul « simplifié » pour pouvoir être appliqué par tous... ...quoique. cf. cours spécifiques Intérieur Calcul pour le dimensionnement machines & processus éclairage occupants parois internes Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 Cas + proche de la réalité, calcul par local Calcul hiver & été Se rapproche du calcul réglementaire 9 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 10 Michaël Thienpont 6 décembre 2005 12 Notion d'inertie Analogie à la mécanique Phénomène bien identifié Pas de définition mathématique Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 L'inertie. 11 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont Octobre 2005 page 3 Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Inertie de transmission Inertie d'absorption Il s’agit du temps que met un front de chaleur pour traverser une paroi. Pour une paroi d’épaisseur supérieure à 300 mm, on a un déphasage d’environ 12 heures. Intéressant, car alors le pic de midi (extérieur) se ressent à minuit (intérieur) logement. Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 13 Cycle Ingénieur 2ème année Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 14 Michaël Thienpont 6 décembre 2005 16 Classe d'inertie Costic Inertie suivant le poids/m² Paroi avec contact avec l’air intérieur rapporté à la surface habitable [kg/m²] <100 101-149 150-400 >400 Le phénomène est différent : on considère cette fois l’énergie qui sera emmagasinée par les parois, le mobilier, etc. pour être restituée avec un temps de retard (dès 100 mm de paroi, on obtient une efficacité maximale). Cette inertie dépend des caractéristiques thermiques et de la géométrie des éléments intervenants. Utilisation de classes d’inertie thermique en fonction du poids des parois extérieures rapporté à la surface habitable. Classe d'inertie Très faible Faible Moyenne forte Michaël Thienpont 6 décembre 2005 15 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont Octobre 2005 page 4 Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Découpage géographique Pourquoi un découpage géographique Les stations météo Les DJU Poids des charges extérieures Les charges externes Parois opaques Parois vitrées Cycle Ingénieur 2ème année Infiltrations et renouvellement d'air Michaël Thienpont 6 décembre 2005 17 Hiver Cycle Ingénieur 2ème année Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 18 Michaël Thienpont 6 décembre 2005 20 Été Michaël Thienpont 6 décembre 2005 19 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont Octobre 2005 page 5 Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Conditions extérieures Transferts thermiques à l'extérieur Parois Opaques : Convectif Rayonnement IR Rayonnement Solaire Parois Vitrées Rayonnement Solaire traversant Idem parois opaques Voir plus loin Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 21 0,175 T ir ciel b Michaël Thienpont 6 décembre 2005 22 Mise en équation à l'extérieur Parois Opaques : schéma =ir F p-ciel T 4p ext ­T ir4 ciel ir F p-sol T 4p ext ­T 4ir sol hce T p ext ­T e CAS DE NUIT 0,06 Cycle Ingénieur 2ème année T ir ciel is EXTERIEUR EXTERIEUR INTERIEUR Te hce T ir sol φ T ir sol Cycle Ingénieur 2ème année Te hce T i éq hc/r int T p ext T p ext T p int Michaël Thienpont 6 décembre 2005 φ 23 Cycle Ingénieur 2ème année Michaël Thienpont Michaël Thienpont 6 décembre 2005 24 Octobre 2005 page 6
