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Roger Cadiergues

Les consommations de chauffage

Livraison 18 . 7 mai 2009

(prochain livret le 14 mai 2009)

L18. SOMMAIRE

1. Les principes des bilans p. 3

1.01. Les trois méthodes de base

1.02. La méthode des bilans

1.03. Les besoins bruts

1.04. Les apports

1.05. Les besoins nets

1.06. Le rendement de distribution

1.07. Le rendement de production

2. Les données de base p. 7

2.03. La durée de chauffage

2.04. Les apports internes

2.05. Les apports solaires

2.06. La récupération des apports

2.07. Les rendements de distribution

2.08. Les rendements de combustion

2 Texte établi par Roger Cadiergues (© mars 2009)

"copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisa-

tration "toute reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses L'ACCES AUX MODULES AuxiDev, ET LEUR UTILISATION SONT GRATUITS,

MAIS N'OUBLIEZ PAS, AUPARAVANT, DE VOUS INSCRIRE

LA COLLECTION DevCad

Livrets des précédentes livraisons :

L00 : AuxiDev (8 janvier 2009) ; L01 : Le développement durable (8 janvier 2009) L02 : Le cadre DevCad (15 janvier 2009) ; L03 : Les plans énergétiques (22 janvier 2009) L04 : L'insertion du solaire (29 janvier 2009) ; L05 : La biomasse énergie (5 février 2009) L06 : Les productions électriques (12 février 2009)

L07 : La conception du neuf (19 février 2009)

L08 : L'amélioration de l'existant (26 février 2009) L09 : Les analyses écoénergétiques (5 mars 2009)

L10 : L'éclairage (12 mars 2009)

L11 : Les sources de lumière (19 mars 2009)

L12 : Les calculs d'éclairage (26 mars 2009)

L13 : Améliorer l'éclairage (2 avril 2009)

L14 : Améliorer la ventilation générale (9 avril 2009) L15 : Améliorer la ventilation naturelle (16 avril 2009)

L16 : Améliorer le bâti (23 avril 2009)

L17 : Améliorer le chauffage (30 avril 2009)

Livrets prévus dans les prochaines livraisons : L19 : Productions et consommations d 'eau chaude (14 mai 2009) L20 : Améliorer les services d'eau chaude (28 mai 2009) 3

1. LES PRINCIPES DES BILANS

1.01. Les trois méthodes de base

Nous ne retiendrons ici que trois méthodes analysées un peu plus en détail aux points qui suivent, la méthode retenue faisant l'objet d'une présentation plus détaillée au chapitre 2.

LA MÉTHODE DES DEGRÉS-JOURS

La méthode s'appuie sur les degrés-jours obtenus, pour un site donné, en calculant - heure par heure - l'écart entre une température intérieure conventionnel- le (18 °C en fait) et la température extérieure consta- tée sur le site. La valeur moyenne sur une journée constitue le nombre de degrés-jours de cette journée. La sommation de ces valeurs sur toute la période hiver- nale constitue les degrés-jours du site. Bien qu'on ait pu, jadis, baser les prévisions de consommation de chauffage sur les valeurs ainsi obtenues, ce système n'est plus utilisé que pour l'ac- tualisation des contrats de chauffage, par comparaison (chaque année du contrat) aux de référence (les valeurs moyennes, publiées par le COSTIC pour 75 stations météorologiques françaises.

LA SIMULATION NUMÉRIQUE HORAIRE

Une autre méthode consiste à simuler numérique- ment (sur ordinateur), heure par heure et pendant la période de chauffage, le fonctionnement de l'installation de chauffage, la réaction thermique (en régime varié) du bâtiment étant prise compte. Il existe malheureu- sement plusieurs méthodes erronées, généralement limitées à très peu de sites climatiques. C'est, en tous cas, la méthode qui a été utilisée pour établir la procé dure des bilans analysée plus loin. N.B. Cette méthode peut être utilisée également pour l'analyse des performances des installations de climati- sation (voir livret L21, systèmes et consommations de climatisation).

LA MÉTHODE DES BILANS

C'est la méthode recommandée, présentée au para- graphe suivant validée pour les sites français et pour différents types de bâtiments, sauf ceux très inertes (historiques en général) ou ceux très légers (de type hangar ou bâtiment provisoire).

1.02. La méthode des bilans

LES CONCEPTS UTILISÉS PAR LA MÉTHODE

La méthode repose sur l'utilisation de neuf concepts : . les s [W], notées P dépm . les besoins bruts, notés b b , mesurés en kWh/an, . les apports (d'hiver), notés a g [kWh/an], . le poids des apports, sans dimension, noté ß ap . le rendement de récupération des apports, ǀ ap . les besoins nets, notés b n , mesurés en kWh/an, . le rendement de distribution, noté ǀ dis . le rendement de production, noté ǀ pro . la consommation (annuelle probable) q [kWh/an].

LA CASCADE DES FORMULES

La méthode s'articule comme suit :

1. Calculer d'abord les besoins bruts (§ 1.03),

2. Calculer ensuite les apports gratuits et le poids ce

ces apports (§ 1.04),

3. En déduire les besoins nets (§ 1.05),

4. Déterminer le rendement de distribution et le

rendement de production (§ 1.06),

5. En déduire la consommation probable (§ 1.07).

Tous ces calculs dépendent évidemment :

. du site (voir § 1.08) . du bâtiment, . du système et des équipements de chauffage. Le choix des améliorations (ventilation, bâti, chauffage) repose, en grande partie, sur leurs effets en matière de consommation de chauffage. C'est l'objectif de ce livret que d'indiquer la méthode adop tée pour faire cette évaluation. 4

1.03. Les besoins bruts

LES DÉPERDITIONS MOYENNES

Nous appelons déperditions moyennes P

dépm [W] celles qui sont obtenues par addition : . des déperditions par les parois (sans majoration), . et des pertes moyennes (correspondant aux débits moyens d'air, et non pas aux débits maximums des déperditions classiques).

LE COEFFICIENT MOYEN DE DÉPERDITIONS

i e ) [K] est l'écart de base du calcul des déperditions (écart entre la température intérieure et gv [W/K] par la formule suivante : gv = P dépm i e

LA FORMULE DES BESOINS BRUTS

calculons les besoins bruts b b [kWh/an].

Pour cela nous utilisons la formule :

b b = gv . hK qui fait intervenir hK (kilo-degrés heures par an), un climat (au travers du -

CCL), et du mode de conception et

d'utilisation du chauffage.

Sur le plan pratique hK est déterminé

CCL calculé au moyen des formules indiquées au paragraphe

2.01, chapitre 2, tables A et B),

2. et à partir du mode de chauffage, l'ensemble

hK (§ 2.02 du chapitre 2, table C).

1.04. Les apports

LA FORMULE DE BASE

Les apports "gratuits» annuels

a g [kWh/an] s'obtien- nent grâce à la formule suivante : a g = d ch . (a g,in + a g,so Dans cette expression les symboles sont les suivants : . d ch [j/an] est le nombre de jours de chauffage par an (par hiver), . a g,in [kWh/j] sont les apports journaliers internes, . a g,sol [kWh/j] sont les apports journaliers solaires, essentiellement dus à l'ensoleillement par les vitrages. Tous ces éléments sont déterminés comme suit.quotesdbs_dbs19.pdfusesText_25