Évaluer les charges thermiques dues aux équipements
| Exemple.
Pour visualiser l’importance thermique que peuvent avoir les équipements de bureau, voici une simulation du comportement d’un bureau standard. Ce bureau de 30 m² au sol ne profite donc pas d’apport solaire. Une température de confort y est maintenue été comme hiver par un système de climatisation. Les consignes qui y sont associées sont : En hiver,
En été,
Les horaires de fonctionnement sont :
En période d’occupation, des apports internes sont fournis par :
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En hiver, lorsque les gains internes deviennent importants, les charges en chauffage diminuent. Cependant, il n’y a aucun gain, que du contraire, puisque l’on substitue une énergie électrique à une énergie fossile nettement moins chère. En été, les charges en climatisation augmentent fortement avec la charge interne. Ainsi, chaque kWatt d’équipement supplémentaire coûtera environ, 11,25 c€ par heure pour sa consommation propre plus 4 c€ pour la consommation supplémentaire du climatiseur.
Lorsque les gains de chaleur internes (occupants, éclairage, équipements) et les gains externes (soleil) sont maîtrisés et lorsque le bâtiment présente une inertie thermique suffisante, il est tout à fait possible de se passer de climatisation pour garantir le confort des occupants.
Le tableau suivant permet de se faire une idée de la puissance frigorifique qu’il faudrait installer dans un local en fonction notamment de ses équipements.
Il est évident que lorsqu’un appareil est la plupart du temps en mode stand-by (imprimantes, photocopieur, fax), c’est la puissance consommée dans ce mode qui sera prise en considération et non sa puissance maximum de fonctionnement.
| Bilan thermique d’un local (source : CARRIER) | |||||||||
| Description | – | Quantité | Unité | – | Watts Max | – | Coefficient | – | Total |
| 1. Fenêtres exposées au soleil (ne prendre qu’une seule orientation même temps) |
NE ou S | 6 | m² | x | 200 | x | 0,2 | = | 240 |
| E, SE ou SO | … | m² | x | 250 | x | … | = | … | |
| O | … | m² | x | 300 | x | … | = | … | |
| NO | … | m² | x | 180 | x | … | = | … | |
| Coupoles horizontales – | – | … | m² | x | 400 | x | … | = | … |
| 2. Toutes fenêtres non comprises en 1. | – | … | m² | x | 60 | x | 1 | = | … |
| 3. Murs exposés au soleil (prendre la même orientation qu’en 1.) |
NO + E + SE | … | m² | x | 20 | x | … | = | … |
| O + SO | … | m² | x | 30 | x | … | = | … | |
| S | 8 | m² | x | 25 | x | 0,6 | = | 120 | |
| 4. Tous les murs non compris en 3. | – | … | m² | x | 8 | x | 1 | = | … |
| 5. Murs intérieurs et cloisons (tous les murs ou cloisons intérieurs adjacents à un local non climatisé) |
– | … | m² | x | 5 | x | 1 | = | … |
| 6. Plafond ou Toiture (prendre l’un ou l’autre) |
local non climatisé au-dessus | … | m² | x | 4 | x | … | = | … |
| plafond avec combles au-dessus | … | m² | x | 30 | x | … | = | … | |
| toit plat nu lourd | … | m² | x | 40 | x | … | = | … | |
| toit plat nu léger | … | m² | x | 50 | x | … | = | … | |
| toit plat et lourd | … | m² | x | 30 | x | … | = | … | |
| faux plafond léger | … | m² | x | 50 | x | … | = | … | |
| 7. Plancher | local non climatisé en-dessous | … | m² | x | 5 | x | 1 | = | … |
| sur chaufferie | … | m² | x | 20 | x | 1 | = | … | |
| sur caves ou vide | … | m² | x | 0 | x | 1 | = | … | |
| 8. Ouverture permanente | à rue | … | m² | x | 200 | x | 1 | = | … |
| à local non climatisé | … | m² | x | 110 | x | 1 | = | … | |
| 9. Éclairage et appareils électriques en fonctionnement | – | 636 ou 60 | W | x | 1 | x | 1 | = | 636 ou 60 |
| Tubes TL | – | 390 | W | x | 1,25 | x | 1 | = | 390 |
| 10. Occupants | – | 2 | pers | x | 70 | x | 1 | = | 140 |
| 11. Ventilation | naturelle (0,5 à 1 vol/h) | 21 | m³/h | x | 2 | x | 1 | = | 42 |
| ou fumeurs | … | pers | x | 170 | x | 1 | = | … | |
| ou mécanique | … | m³/h | x | 2 | x | 1 | = | … | |
| Total en Watts | 1568 ou 992 | ||||||||
| Coefficient de déshumidification de la batterie | X 1,2 | ||||||||
| Puissance sélectionnée en Watts | 1881 ou 1190 | ||||||||
COEFFICIENTS
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Comme nous le verrons dans la suite, la mise en veille des équipements permet de diminuer fortement leur consommation, par la même occasion leur production de chaleur.
Exemple : L’exemple repris dans le tableau de dimensionnement représente le bureau décrit ci-dessus (cas 3), auquel on a adjoint des apports solaires. Dans celui-ci, il serait possible par une technique de mise en veille de diminuer de près de 40 % (1 190 W au lieu de 1 881 W), la puissance frigorifique nécessaire pour y maintenir une température 24°C par 30°C extérieur.
Un ordre de grandeur : Si on admet une très légère surchauffe en été, on peut en cas de mise en veille efficace se passer de climatisation. On estime généralement que dans les immeubles de bureaux, une climatisation devient nécessaire en été lorsque la somme des apports de chaleur dépasse 50 W/m² au sol.
Exemple : Dans l’exemple ci-dessus (bureau de 30 m²), la mise en veille des équipements fait chuter les apports de chaleur de 1 568 W à 992 W, c’est à dire de 52 W/m² à 33 W/m².
