élévation de température d'une pièce

[inviteeeeb85f2]

Bonjour,
L'entreprise dans laquelle je travaille se pose le problème suivant : une installation industrielle chauffe la pièce dans laquelle elle se trouve de 10kW (pertes de chaleur dans les différents éléments). La pièce fait 18*18m au sol et les murs font 6m de haut. Je pense que seul deux murs sont succeptibles d'entrainer des pertes de chaleur car les autres sont en contact avec d'autres pièces chaudes (idem pour le plafond). Ces mur sont en béton et font respectivement 1,5m et 0,3 m de large.
Je cherche à savoir de combien la température de la pièce va augmenter. (Le but ultime étant de dimensionner une climatisation pour conserver une température de 25°C dans la pièce).
Je vous remercie par avance de votre aide.
Bon week-end à tous !

Guillaume
-----

[FC05]

Si ça chauffe à une puissance de 10 kW, il faut une clim de 10 kW, voire plus si la température extérieure dépasse les 25°C.

[arrial]

Chalut breton,

Il serait moins coûteux à terme de poser une isolation efficace : ça existe …

@ peluche

[inviteb53e2f2d]

Bonsoir,

arrial> Une isolation de l'installation industrielle? Et quand bien même les calories finiraient bien par aller quelque part.

FC05> J'émets un bémol... J'imagine que l'installation industrielle ne fonctionne pas 24h/24, et il y aura également stockage dans les murs en béton, à hauteur de 750wh/m3.°C, qui se déchargeront une fois l'installation à l'arrêt (il serait d'ailleurs futé d'évacuer ces calories par surventilation nocturne)

Qu'en est-il des autres parois? La température extérieure aura-t-elle également une influence sur la température du local?

Pourquoi avoir créé deux fils, c'est pour mettre en compétition les physiciens et les bioclimaticiens?

[A voir en vidéo sur Futura]

[arrial]

arrial> Une isolation de l'installation industrielle? Et quand bien même les calories finiraient bien par aller quelque part.

Assez étonnamment stupide, comme réponse …

Je suppose que quand il fait 50°C dans les rues à Nouakchott, il faut laisser la chaleur rentrer dans les igloos …

Quand on écrit en vert,, on a le droit d'énoncer n'importe quoi ????

@+

[sitalgo]

B'soir,

Je cherche à savoir de combien la température de la pièce va augmenter. (Le but ultime étant de dimensionner une climatisation pour conserver une température de 25°C dans la pièce).

Connaître la température que le pièce atteindrait ne sert à rien (mais bon, histoire de j'ai calculé que dans les conditions données et en régime permanent la température augmenterait de 86° seulement).
Il faut fixer la température maxi acceptable, en été puisque c'est plus pénalisant. S'il fait 30° dehors le COP de la clim va chuter, ça va coûter chaud en énergie. Sans compter que pour un local comme ça, même en fluo ça fera bien 1KW d'éclairage (vu qu'apparemment ya pas de fenêtres).
Normalement on n'a pas trop à tenir compte de l'inertie thermique du local puisque la température est à peu près régulée, ce sera un peu plus long à chauffer les lundis matin d'hiver.

Maintenant il existe un autre type de pompe à chaleur avec un très bon rendement : l'extracteur d'air.

On peut peut-être aussi récupérer cet air pour chauffer des bureaux.

[inviteb53e2f2d]

arrial> Une isolation de l'installation industrielle? Et quand bien même les calories finiraient bien par aller quelque part.

Assez étonnamment stupide, comme réponse …

Je suppose que quand il fait 50°C dans les rues à Nouakchott, il faut laisser la chaleur rentrer dans les igloos …

Quand on écrit en vert,, on a le droit d'énoncer n'importe quoi ????

@+

1. Ou as-tu vu que j'écrivais en vert? Je pense que ton écran doit être mal réglé. Je ne dois rien t'apprendre en te disant qu'un modérateur (à fortiori d'un autre forum) qui s'exprime en noir le fait au titre de simple intervenant.

2. Il me semble que tu n'as pas compris l'énoncé du problème, et ta comparaison n'a aucun sens. L'installation industrielle se trouve à l'intérieur du bâtiment et produit 10kW en fonctionnement. Sans précisions supplémentaires inutile de tirer des plans sur la comète mais je vois mal comment isoler thermiquement une chaîne de montage ou des armoires de serveurs, par exemple.

Et quand bien même on l'isolera, si l'installation fonctionne en permanence, le flux de chaleur qu'elle émettra dans la pièce sera de 10kW à l'équilibre.

A mon avis pour répondre précisément à la question on manque d'informations, et sans recourir à une simulation thermique dynamique on restera dans l'à peu près pour ce qui est de répondre à la question posée. Ceci dit je rejoins sitalgo, pour dimensionner la clim il n'est pas nécessaire de connaître l'élévation de température dans la pièce.

[inviteeeeb85f2]

Bonjour,
Tout d'abord un grand merci à tous pour vos élément de réponse. A mon tour de faire quelques remarques...

1)Je suis tout à fait d'accord que je n'ai pas besoin de connaitre l'élèvation de température de la pièce pour dimentionner la climatisation : il me faut une climatisation de 10kW (ou un peu plus par sécurité !).
Ma question n'était donc peut-être pas très pertinente. Toutefois, je reste curieux de connaitre la température que pourrait atteindre ma pièce dans le cas où la clim tomberait en panne par exemple...

2)Les 10kW de chaleur cédés à la pièce ont été calculés en se placant dans les conditions les plus défavorables, càd lorsque la température à la surface des machines et tuyaux atteint 40°C. La plupart des composants sont en effet isolés ; sinon nous aurions parfois 500°C en surface des tuyaux...

3)La température maximale acceptable dans la piéce est fixée à 25°C pour permettre aux opérateurs de travailler dans des conditions convenables.

4)Deux murs sont en contact avec l'extérieur (d'où de possibles pertes - cf. l'énoncé de mon problème-). Les autres murs sont en contacts avec d'autres pièces également à 25°C.

5)Je n'ai pas crée deux fils pour "mettre en compétition les physiciens et les bioclimaticien". Je ne savais simplement pas qui était mieux placé pour me répondre. Pour moi il s'agit d'un problème de thermique et thermodynamique (donc de physique), mais il me semblait que des "bioclimaticiens" auraient peut-être une approche plus pragmatique du problème. Juste après ce message je vais d'ailleurs vous faire part de quelques réflexions sur des calculs de thermique...

6)N'hésitez pas à me demander des infos supplémentaires ; j'essayerai de vous les procurer. Toutefois, mom but n'est pas d'obtenir un résultat précis, mais plutôt une estimation de la température. Je ne me lamcerai donc pas dans une simulation thermique...

Bonne journée à tous.

[sitalgo]

Il faut la constitution des deux autres murs (composition, épaisseurs) et du plafond. Les ouvertures (vitrages, portes, surface). Si le produit éventuel de la machine est évacué encore chaud. Puissance de l'éclairage (parce que ça risque de faire au moins 10% en plus).

[inviteeeeb85f2]

Re-bonjour!
Ma toute petite formation en thermodynamique ne me suffisant pas pour répondre à mes questions, je me permets de vous faire part de mes réflexions. Ma curiosité me pousse en effet à essayer d'en comprendre un peu plus...
Ma démarche a éte jusqu'à présent de vouloir calculer la température finale de la pièce grâce à la formule Q=m.Cp.dT. Avec,
#Q=P*t (puissance de 10KW * temps)
#m : masse d'air, m= Volume*masse vol= 1500 kg (environ)
J'ai pris le Volume d'air=(2/3)*Volume total de la pièce
Masse Vol de l'air=1,18
#Cp=1005 J/(kg.K)
La pression dans la pièce est très probablement constante. On peut donc utiliser Cp, non?
# dT: différence de température
dT= temp.finale (inconnue)- temp.initiale (env. 20°C)

Mon problème réside dans le fait que je ne sais pas quoi prendre pour le temp t. Par ailleurs, si on fait tendre t vers l'infini, cela voudrait dire que la température finale tendrait aussi vers l'infini...
Absurde, non ? Si avec 10kW de chauffage on peut obtenir une tempéraure infinie, je dépose un brevet tout de suite !
Je crois que le tout est de savoir quand il y aura équilibre thermique car dans ce raisonnement, je ne prends pas en compte les pertes de chaleurs. D'ailleurs comment calculer tout ca?
Sitalgo, comment as-tu obtenu ces 86°C?

Merci par avance pour vos explications!

PS: si on a besoin d'une température extérieure, on pourrait envisager trois cas, l'hiver à 0°C, à 15°C et en cas de forte chaleur à 30°C. Je ne sais toutefois pas dans quelle mesure la tempéraure extérieure nous posera problème...

[inviteeeeb85f2]

Les deux autres murs (ceux en contact avec d'autres pièces à 25°C) sont en béton, d'une épaisseur de 0,3m. Le plafon est une dalle de béton de 0,5m environ. Nous aurons une porte de 2,5m de large*2,6m haut. Aucune fenêtre n'est prévue. Le fluide sort de la pièce à 80°C.
Pour l'éclairage, rien n'est encore décidé: la salle est actuellement en conception. Prenons 1kW...

[sitalgo]

Il serait bon d'expliquer en gros le processus pour bien interpréter les données.
Si on peut avoir la chaleur massique de ce fluide ainsi que le débit qui transite dans la pièce. Ce fluide entre à quelle température (25° ou temp ext ou autre).

[inviteeeeb85f2]

Je ne vois pas en quoi cela serait important pour le calcul. Je proposait simplement de considérer que les tuyaux et machines de mon installation industrielle cèdent 10kW à la salle. Peu importe le débit du fluide ou sa température d'entrée, non?
Je peux toutefois te répondre : la température d'entrée est de 20°C, celle de sortie de 80°C. Le débit varie entre 800 et 3000m³/h.
Le fluide est de l'air. Sa capacité calorifique massique à pression constante est donc d'environ 1005 J/(kg.K).

[arrial]

… je vois que ma suggestion de faire une correction passive ne te convient pas : libre à toi de payer une rente perpétuelle à EDF pour rien. Cela dit, je rappelle que les labels BBC seront la norme 2012, et que les "isolations industrielles" n'existent pas : elles sont d'office "grand public" …

[arrial]

… oui … je n'avais pas vu la "réponse …

La chaleur, comme l'électricité prend en priorité le trajet de moindre résistance : si on augmente la résistance par un procédé quelconque de façon satisfaisante, la chaleur passera à coté. C'esr du niveau ΔU = R.I ↔ ΔT = R.P.
Une source "idéale" de chaleur ou de courant n'existent pas. Ce qui signifie qu'une isolation une fois pour toute évite la rançon perpétuelle.

[sitalgo]

En considérant donc que les 10KW sont comme tu le dis, on ajoute 1 KW d'éclairage.
Cela donne une augmentation de 6,2 K. Bien sûr c'est approximatif puisque c'est calculé façon Th K77. Il faudrait tenir compte du fait que 3 parois sont "régulées" alors que 2 donnent sur l'extérieur, ce qui change l'augmentation en fonction de la saison.