Les transferts thermiques
Solution 6: Exercice 6:BTS 2008 Sujet 0 (Solution 6:) Solution 7: ... Un moteur
thermique de puissance suffisante entraîne le rotor. Le stator fournit de ... c) Par
construction vectorielle, déterminer la tension entre les bornes d'un enroulement.
part of the document
Exercice de synthèse argumentée : les bâtiments basse-consommation (BBC)
Document 1
Beaucoup de constructions récentes sont dites BBC (bâtiment basse consommation). Elles sont construites avec des matériaux et procédés limitant les pertes énergétiques, afin de réduire lémission de gaz à effet de serre et le coût du chauffage.
Lobjectif de la réglementation thermique 2012 (RT 2012) est dimposer aux nouveaux logements une consommation maximale par an et par m² habitable, selon la région habitée. Cette norme impose en particulier des normes pour les résistances thermiques des parois en contact avec les zones froides (extérieur de la maison, combles, garage
).
Daprès HYPERLINK "http://www.arehn.asso.fr" www.arehn.asso.fr
Document 2
Isoler une habitation lors de sa construction réduit son empreinte écologique. Si le matériau disolation est un matériau durable, lempreinte est encore améliorée. Lisolation en paille dune maison sobtient en insérant dans lossature des bottes de paille (de 35 cm dépaisseur). Compressée, celle-ci est un excellent isolant thermique dont la résistance au feu est supérieure à celle du bois. Afin que la paille ne pourrisse pas au contact du sol, il est nécessaire de relever les fondations en béton. Ce type disolant remplace de plus en plus lassociation parpaing et laine de verre (20cm de parpaing et 8cm de laine de verre) utilisée dans les murs traditionnels.
Daprès HYPERLINK "http://www.arehn.asso.fr" www.arehn.asso.fr
Document 3 : le chauffage électrique
Le convecteur électrique est un chauffage qui produit de la chaleur par convection de lair. Le principe de fonctionnement est simple : le convecteur est doté dune résistance HYPERLINK "http://www.valoggia.fr/Infos-Conseils/Solutions-energetiques/Modes-de-chauffage/chauffage-electrique-20080711" \t "_self" électrique en fil de métal qui chauffe lair ambiant dans une cheminée métallique. Le mouvement de convection diffuse lair chaud vers le haut de la pièce et aspire lair frais par le bas.
Un convecteur a généralement une puissance P = 1000 W.
Pour une maison individuelle de 200m², il est nécessaire dinstaller 10 convecteurs.
Daprès : HYPERLINK "http://www.valoggia.fr/Infos-Conseils/Solutions-energetiques/Modes-de-chauffage" http://www.valoggia.fr/Infos-Conseils/Solutions-energetiques/Modes-de-chauffage
Document 4: la pompe à chaleur (PAC)
Une pompe à chaleur air-eau fonctionne comme une machine frigorifique.
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
Une PAC air-eau installée dans une maison neuve de 200m² habitable correctement isolée nécessitera une puissance thermique (restituée au circuit de chauffage) de 10 kW. Le COP de la PAC vaut en moyenne 3,0.
Document 5 : cahier des charges
Plan de la maison :
Hauteur totale des murs (rez de chaussée + étage) : 5 m
Document 6 : données disponibles
Conductivités thermiques ( en W.m-1.K-1 :
PailleLaine de verreParpaing 0,0400,0400,70La résistance thermique dune paroi se détermine par la relation : Rth = EMBED Equation.3
Avec e, épaisseur de la paroi en m;
(, conductivité thermique du matériau utilisé en W.m-1.K-1 ;
S, surface de la paroi en m².
Si on superpose des matériaux, les résistances thermiques sadditionnent.
Synthèse
En utilisant les documents et vos connaissances, rédiger un texte pour proposer des solutions (sur lisolation et le chauffage) à un particulier qui souhaiterait construire une maison à faible consommation énergétique en Normandie tout en respectant le cahier des charges.
Il sera utile pour cette synthèse de :
calculer la résistance thermique des matériaux isolants proposés;
calculer la consommation électrique en une heure pour les deux modes de chauffage proposés.
S. Peaucellier Lycée Flaubert Rouen GRP 2013
Source : guide ADEME « Pompe à chaleur »
