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Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours Michaël Thienpont Octobre 2005 page 1 1 Cycle Ingénieur 2 ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 Calcul de Charges 2 Cycle Ingénieur 2 ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 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 3 Cycle Ingénieur 2 ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 Plan de séance Généralités concernant la météo Prise en compte de l'inertie Principe du bilan thermique Régime permanent / dynamique Les différentes méthodes Passage en revue des différentes charges Applications le piège du renouvellement d'air tracé de la droite de soufflage 4 Cycle Ingénieur 2 ème année Michaël Thienpont 6 décembre 2005 Introduction Objet du calcul des Charges Différentes méthodes... Aucune n'est « plus juste » que les autres Des logiciels existent Pas de bilan « complet » prévu pour l'examen mais un « morceau » stratégique...

Calcul Charges 1 Sur 2

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Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours

Michaël Thienpont Octobre 2005 page 1

1Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Calcul de Charges

2Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Plan du cours

IntroductionTraitement de l'airCalcul de Charges climatiquesÉléments de technologieSpécificités de la régulationApproche système et fonctionnelle des installations de génie climatique

3Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Plan de séance

Généralités concernant la météoPrise en compte de l'inertiePrincipe du bilan thermique

Régime permanent / dynamiqueLes différentes méthodes

Passage en revue des différentes chargesApplications

le piège du renouvellement d'airtracé de la droite de soufflage

4Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Introduction

Objet du calcul des ChargesDifférentes méthodes...

Aucune n'est « plus juste » que les autresDes logiciels existent

Pas de bilan « complet » prévu pour l'examen mais un « morceau » stratégique...

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Michaël Thienpont Octobre 2005 page 2

5Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Principe du bilan thermique

Bilan en RP...facilité mathématiquedidactiquepas toujours adapté

exemple : chambre climatique d'essais pharmaceutiquesexemple : immeuble fortement vitré

Réalité : régime dynamiqueinertie forte / inertie faiblevariations de charges fortes / faibles

6Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Plusieurs cas

Calcul réglementaireCas hiver

Climatisation ou chauffage ?

Cas étécalcul de climatisation

Cas en mi-saisoncalcul généralement oublié...

7Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Les méthodes

Méthodes manuelles (stylo ou tableur)Guide AICVFMéthode du CosticCalcul des charges (éditions parisiennes, P. Courtin)Airwell (reprise dans le Mémotech)...

Méthodes logicielles...

Fondements physiques communs !Ratios ou données réelles ?

Ne pas mélanger les méthodes !

8Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Les différentes charges

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Michaël Thienpont Octobre 2005 page 3

9Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Les différentes charges

Extérieurparois opaquesvitragesinfiltrationsrenouvellement d'air ? (piège à éviter)

Intérieurmachines & processuséclairageoccupantsparois internes

10Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

2 Calculs distincts

Calcul réglementaireRT2000Cas défavorable, calcul par bâtiment ou logement typeCalcul « simplifié » pour pouvoir être appliqué par tous......quoique.cf. cours spécifiques

Calcul pour le dimensionnementCas + proche de la réalité, calcul par localCalcul hiver & étéSe rapproche du calcul réglementaire

11Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Notion d'inertie

Analogie à la mécaniquePhénomène bien identifiéPas de définition mathématique

12Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

L'inertie.

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13Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Inertie de transmission

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.

14Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Inertie d'absorption

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.

15Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Inertie suivant le poids/m²

Paroi avec contact avec l’air intérieurrapporté à la surface habitable [kg/m²]

Classe d'inertie

<100 Très faible101-149 Faible150-400 Moyenne>400 forte

16Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Classe d'inertieCostic

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17Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Les charges externes

Parois opaquesParois vitrées

Infiltrations et renouvellement d'air

18Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Découpage géographique

Pourquoi un découpage géographiqueLes stations météoLes DJUPoids des charges extérieures

19Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Hiver

20Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Été

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21Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Conditions extérieures

22Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Transferts thermiques à l'extérieur

Parois Opaques :ConvectifRayonnement IRRayonnement Solaire

Parois VitréesRayonnement Solaire traversantIdem parois opaques

Voir plus loin

23Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Parois Opaques : schéma

0,1750,06

INTERIEUREXTERIEUR

b isT ir ciel

T ir sol

T pextT p int

T i éqhc/r int

T ehce

CAS DE NUIT

φ

24Cycle Ingénieur2ème année

Michaël Thienpont6 décembre 2005

Mise en équation à l'extérieur

EXTERIEUR

T ir ciel

T ir sol

T pext

Tehce

φ

=ir F p-cielT p ext4 ­T ir ciel

4 ir F p-solT p ext4 ­T ir sol

4 hceT p ext­Te