Echanges thermiques

[Maroufleur]

Bonjour à tous.
Je m'inscris aujourd'hui sur ce forum car j'ai depuis quelques semaines un problème que je n'arrive pas à résoudre. Le voici en résumé :
Soit un appartement de 80 m2 et d’un volume de 200 m3.
Pendant un jour d’hiver où la température extérieure varie de -2°C (la nuit) à 8°C (le jour), le maintien d’une consigne à 18°C entraine une consommation de chauffage de 10 kWh soit une puissance dissipée de 10/24 ≈ 0.42 kW.
Pendant un jour d’été où la température extérieure varie de 19°C (la nuit) à 36°C (le jour), la température intérieure monte régulièrement de 0.25°C par heure entre 10h et 21h. Si on considère une masse d’air de 240kg cela donne (Q=mcΔT) 60 kJ soit une puissance absorbée de ≈ 17 W.
Pourquoi les échanges sont-ils si différents dans un sens et dans l’autre (facteur 25) ? En quoi mon raisonnement est-il bancal ?
Merci d'avance à tous ceux qui prendront du temps pour me répondre.
-----

[trebor]

[QUOTE=Maroufleur;7113527]Bonjour à tous.
Je m'inscris aujourd'hui sur ce forum car j'ai depuis quelques semaines un problème que je n'arrive pas à résoudre. Le voici en résumé :
Soit un appartement de 80 m2 et d’un volume de 200 m3.
Pendant un jour d’hiver où la température extérieure varie de -2°C (la nuit) à 8°C (le jour), le maintien d’une consigne à 18°C entraine une consommation de chauffage de 10 kWh soit une puissance dissipée de 10/24 ≈ 0.42 kW.
Pendant un jour d’été où la température extérieure varie de 19°C (la nuit) à 36°C (le jour), la température intérieure monte régulièrement de 0.25°C par heure entre 10h et 21h. Si on considère une masse d’air de 240kg cela donne (Q=mcΔT) 60 kJ soit une puissance absorbée de ≈ 17 W.
Pourquoi les échanges sont-ils si différents dans un sens et dans l’autre (facteur 25) ?
En quoi mon raisonnement est-il bancal ?
Merci d'avance à tous ceux qui prendront du temps pour me répondre.


Bonjour à tous,
10 KWh en hiver, c'est peu (1m³ de gaz ou 1 L de mazout) pour maintenir la T° int constamment à 18°C.
En été un delta de 36-19 = 17°C (pic).
En hiver la nuit un delta (pic) de -2 à +18 = 20°C, le jour +8 à +18 = 10°C et moy de (20+10)/2 = 15°C.
Eté : Q=mcΔT = 250*1004*17 = 4267000 joule /3600 = 1185,27 Wh
Hiver : Q=mcΔT = 250*1004*15 = 3765000 joules = 1045,8 Wh.
L'hiver il y aurait des zones (sol, murs) dans la maison qui sont plus froides qu'en l'été.
Donc zones plus chaude en été.
Voyons d'autres avis.

[SULREN]

Bonjour,
@Maroufleur:
Je ne vois pas où il y aurait incohérence dans les observations...mais je précise que je suis un néophyte en matières d'échanges thermiques et c'est peut être ce qui me rend "aveugle".

Ce sujet m'intéresse néanmoins et je me permets donc d'intervenir...ne serait-ce que dans l'espoir d'apprendre de nouvelles notions.

Je vois les choses comme indiquées sur le schéma ci-joint (désolé, fait à la va vite et pas très lisible).
Le Flux thermique 1 est connu (mesuré par toi) et permet de déduire la résistance thermique Rth de l'enceinte du logement. Elle reste la même en hiver et en été (à peu de choses près, à cause humidité, etc).

Le Flux thermique 2 peut être calculé sur la base de cette Rth et de l'écart des températures moyennes extérieure et intérieure observées sur la période 10h -21h, celle durant laquelle le gradient de 0,25°C est observé.

Attention: Ce Flux thermiques 2 ne sert pas qu'à augmenter de 0,25°C /h la température des 200 m3 d'air enfermés dans le logement, mais aussi celle des corps solides baignant dans cet air (mobilier, parois, ). Quelle est leur inertie thermique?

En prenant bien en compte tous les éléments, la comparaison hiver/été devrait être cohérente.

[cornychon]

Bonjour,

Je vois mal ton calcul qui conduit à 17 W.

Tu prends en compte l’élévation en température de la masse d’air, mais il y a également les masses solides, les murs, les objets.

Tu dis qu’un jour d’été, la température intérieure monte de 0.25°C par heure entre 10h et 21h. Pendant 11h, elle monte de 11 x 0.25 = 2.75°C

1 m3 d’air à 20°C a une masse de 1.2 kg

La chaleur spécifique de l’air est de 0.24 kcal/kg/°C

Par m3, c’est 0.24 x 1.2 = 0.288 kcal/m3*°C = 0.334 Wh/m3*°C

Pour 200 m3, nous avons 0.334 x 200 = 66.8 Wh /°C

Pour une élévation de 2.75°C, il faut 66.8 x 2.75 = 183 Wh

Tu trouves 17 W. Il y a en gros un facteur deux par rapport à mon approche. De plus, sauf erreur de ma part, c’est de l’énergie consommée.

Dans ce cas, ce ne sont pas des W mais des Wh.

[A voir en vidéo sur Futura]

[bobflux]

Oui

L'hiver, si le thermostat maintient l'intérieur du local à température constante, si l'isolation est bonne on peut considérer que tout ce qui est à l'intérieur de l'enveloppe isolée est aussi à température constante. Pas forcément exactement la même que celle de l'air, mais elle va peu changer.

Dans ton exemple estival, la température n'est pas constante mais variable. Donc la température de tous les matériaux (dalles, placos, meubles, etc) va varier aussi. Il faudrait connaître la capacité thermique de l'ensemble (pas seulement l'air) et le taux d'élévation de température calculer la puissance comme tu le fais.

[Paillafond]

Bonjour
Je ne suis pas à l'aise avec ces calculs thermiques, mais pourquoi se limiter à faire des calculs entre les températures intérieures et extérieures de l'air, et seulement de l'air ?
Il me semble que c'est valable uniquement la nuit, car il n'y a pas d'apport solaire.
Pourtant ces apports solaires sont conséquents : http://ines.solaire.free.fr/gisesol_1.php même s'ils sont minorés par l'isolation.