Calcul d'une baisse de température si l'on coupe le chauffage la nuit

[RomVi]

Comme vous avez été nombreux à ne pas me le demander j'ai fais une feuille de simulation sur Excel.
Toutes les valeurs modifiables sont surlignées en jaune.

L'approche est simplifiée, mais rien ne vous interdit de la retravailler pour ajouter plus de détails (si vous en êtes capables).
Il faut renseigner les données d'inertie avec une masse et un Cp, et d'isolation avec une surface totale, une épaisseur d'isolant et une valeur de conductivité.

On fixera ensuite une puissance de chauffage, et une consigne de chauffe à hystérésis, par exemple avec 20 et 21°C le chauffage se met en route à 20°C et se coupe à 21°C.
On fixe également un intervalle de chauffe en période de diminution de température. Une valeur de -4°C visera donc un chauffage à 17°C si la consigne habituelle est à 21°C.

Le pas de calcul est la valeur de discrétisation de la feuille, vous pouvez laisser 10 minutes, ce qui couvre une période de simulation de 21 jours.

Enfin tout en haut à droite vous pouvez définir les plages de chauffe et de diminution de la consigne (0 pour baisser la consigne, 1 pour chauffer à la valeur habituelle). Vous pouvez aussi éditer la courbe de température extérieure.
La feuille va alors calculer la consommation énergétique globale sur la durée de la simulation, ainsi que la moyenne journalière.
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[cornychon]

Bonjour,

Ta feuille de calcul montre l’évolution des déclenchements thermostats (besoins en chauffage) en fonction des heures de la journée associées à la température extérieure. Le tout pour une température intérieure stable.

Dans le cas qui nous intéresse, il faut trouver les énergies récupérées lorsqu’on coupe le chauffage pour une durée de plusieurs heures.

Il faut pouvoir introduire dans ta simulation :
L’inertie thermique par absorption
La durée de coupure
La puissance dissipée en régime stabilisé au moment de la coupure. Liée à l'isolation.
La température extérieure.

Avec ces données, il faut trouver
L’énergie à consommer pour retrouver la température d’origine, et la
durée de cette remontée en température.

Au final, il faut caractériser les économies d’énergie.
Si tu peux adapter le logiciel en fonction de ces paramètres, ce serrait super !

[agitateur]

Sauf erreur de ma part, il y a déjà presque tout dans la "matrice".
Et sauf si on veut de la bouillie pré-digérée qui conclue ....en étant tellement particulière que ça ne conclue rien.

Le système coupure nocturne peut être extrapolé à partir de celà, avec bcp moins d'huile de coude ( ou de cervelle ) que ce qui a déjà été déployé.
Les valeurs d'inertie et de d'isolation restent les plus délicates à renseigner ( en faisant un cycle jour ET un cycle nuit à parti de ce tableau ) mais de toute façon, les approximations le seront moins que les jugements à l'emporte pièce avec des idées préconçues.

Merci Romvi pour ce travail ( quand bien même tu l'avais peut être +/- sous le coude sans l'avoir fait pour cette discussion ).
C'est ce genre de message ( hélas rare ) qui font que le forum futura mérite parfois son ADN fondateur. A savoir des bases techniques, scientifiques.
Merci, à nouveau.

[alexvillon]

Bonjour,

Merci RomVi, tu maitrises parfaitement Excel, ton tableau est pas mal ... mais je m'associe à cornichon

Il manque beaucoup de paramètres. Je vais faire simple en disant que pour ce cas particulier du Stop & Go chauffage, je ne vois pas comment il est possible de faire un logiciel tant les paramètres sont nombreux dans une maison unifamiliale. Sachant que le moindre paramètre, au hasard l'humidité (dont le point de rosé) entrant pendant le Stop dans le mur (le dur comme l'isolation) a son importance et ses incidences sur le résultat final.

Même si tu arrivais à rentrer 95% des paramètres variables d'une maison ... personne (ou presque) ne saurait en mesure de préciser l'ensemble des paramètres variables pour sa maison. Mais je me trompe peut-être, il suffit de me le prouver

Je passe à un sujet plus "binaire" mais au combien important dans une maison unifamiliale. Je pense sincèrement que tu serais (saurais) capable de résoudre. Je te contacte en MP car ça n'a rien à voir avec ce sujet, si tu ne me réponds pas ... il n'y a aucun problème

[RomVi]

Dans le cas qui nous intéresse, il faut trouver les énergies récupérées lorsqu’on coupe le chauffage pour une durée de plusieurs heures.

Il faut pouvoir introduire dans ta simulation :
L’inertie thermique par absorption
La durée de coupure
La puissance dissipée en régime stabilisé au moment de la coupure. Liée à l'isolation.
La température extérieure.

Avec ces données, il faut trouver
L’énergie à consommer pour retrouver la température d’origine, et la
durée de cette remontée en température.

Au final, il faut caractériser les économies d’énergie.
Si tu peux adapter le logiciel en fonction de ces paramètres, ce serrait super !

Ces données sont renseignées au droite, il faut peut être que tu fasses défiler la feuille.
Il faut entrer 1 pour chauffer, et 0 pour viser la consigne basse (consigne + intervalle qui apparaît en dessous). On peut le faire heure par heure.
Juste à coté on peut définir la température extérieure.

Pour l'inertie thermique elle est déjà prise en compte, mais sans déphasage. On peut par exemple faire le test de mettre juste 1 heure de chauffage avec un intervalle très grand (pour ne pas relancer le chauffage) pour voir l'évolution de la courbe de température.

[SK69202]

Je regarderai finement parce que j'ai des données réelles, le truc qui m'intéresse est de voir si je trouve une concordance entre le calcul et mes mesures, au vu de mon chauffage intermittent permanent et de mon inertie considérable.

[cornychon]

Ces données sont renseignées au droite, il faut peut être que tu fasses défiler la feuille.
Il faut entrer 1 pour chauffer, et 0 pour viser la consigne basse (consigne + intervalle qui apparaît en dessous). On peut le faire heure par heure.
Juste à coté on peut définir la température extérieure.

Pour l'inertie thermique elle est déjà prise en compte, mais sans déphasage. On peut par exemple faire le test de mettre juste 1 heure de chauffage avec un intervalle très grand (pour ne pas relancer le chauffage) pour voir l'évolution de la courbe de température.

Bonjour,

J'ai juste donné un coup d'oeil à ton application, pour avoir une idée de ce que ça représentait. L'utiliser pour une application particulière ne m'intéresse pas. Ce sont des outils d'aide à la conception pour les professionnels qui l'utilisent tous les jours.
Ceci dit, puisque tu sembles bien maitriser ce genre calculette, le mieux est que tu lui fasses avaler les paramètres que je te donne, pour qu’il te fasse les calculs. Nous pourrons comparer avec ce que j'ai calculé, avec les notions basiques et fondamentales de la transmission de la chaleur.
J'espère apprendre beaucoup de choses.

Nous allons prendre deux exemples simples déjà évoqués.
Dans les deux cas, la température intérieure est de 21°C et la température extérieure de 0°C.
Les pertes thermiques par conduction et rayonnement sont de 10 kW
Les maisons font 10 x 10 x 2.5 m, soit 100 m2 habitables
Si tu as besoin d'ajouter des paramètres, ne te prive pas. Le tout est de les indiquer.

La maison à forte masse thermique
La chaleur spécifique, c’est 0.227Wh/kg K
115 000 x 0.227 =32 kWh
Il faut 32 kWh pour faire baisser ou élever de 1°C la masse thermique.
On coupe le chauffage pendant 9 h, l’économie d’énergie est à ; l’évidence de 9 x 10 = 90 kWh
La masse va baisser de 3°C pour compenser au mieux les pertes de 90 kWh.
Dans la pratique, les pertes de chaleur en conserve, serrons proches de 80 kWh. Soit une économie de 10 kWh

La maison à faible masse thermique
La maison est identique à la précédente, sauf les masses thermiques.
Les murs font 0.01 m d’épaisseur. Soit une masse 50 fois plus faible.
115000 / 50 = 2300 kg
2300 x 0.227 = 0.52 kWh pour élever ou perdre 1°C
En passant dev 20°Cà 0°C, les pertes sont de 0.52 x 20 = 10 kW
Il faut 1 h pour passer de 20°C à 0°C
Gain de 90 - 10 = 80 kWh