Calcul ECS dans le Tertiaire

jeudi 26 septembre 2013
par  EcoEnergieTech, vue_redacteur
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Capacité calorifique ou capacité thermique :

La capacité thermique (ou capacité calorifique) d’un corps est une grandeur permettant de quantifier la possibilité qu’a un corps d’absorber ou restituer de l’énergie par échange thermique au cours d’une transformation pendant laquelle sa température varie.

La capacité thermique est l’énergie qu’il faut apporter à un corps pour augmenter sa température d’un kelvin ou °C.

Il faut 1,163 kWh (énergie) pour augmenter d’un °C un m3 d’eau (1,163 kWh/m3.°C). Avec Cm = 4,18 Kj/kg °C, on arrive à 1.1611 kWh/m3.°C
Cm = 4,18 Kj/kg °C
1 kWh = 3 600 kJ
1 kJ = 1/3600 kWh
Cm = 4.18 / 3600 = 0.001161 kWh/kg°C
1 l = 1 kg
1 000 l = 1 m3 = 1 000 kg
Cm = 4.18 / 3600 = 0.001161 kWh/kg°C * 1 000 / 1 000 = 1.1611 kWh/m3.°C

Besoins en eau chaude sanitaire (ECS) :

Il est assez difficile de cerner avec suffisamment de précision les besoins en eau chaude sanitaire car ils sont fonction du standing, du nombre d’occupants, de leurs âges, de leurs professions, de leurs mode de vie, du jour (ouvrable, Week-end ou férié), de la saison, et bien d’autres circonstances encore.

L’expérience a montrée que les besoins raisonnables ce situaient entre 25 et 60 litres d’eau chaude à 50 °C par jour et par personne.

Pour effectuer les calculs, deux valeurs par défaut peuvent être utilisées, 50 litres par personne et par jour, ou 1,75 litres par m² de surface habitable. Ces valeur sont pour tous les jours de la semaine (donc du mois).

La formule pour connaître la quantité de chaleur nécessaire à la production de l’ECS est :
QECS = 1,1628 x Vecs x (Tecs - Tef)
QECS est l’énergie nécessaire à la production de l’ECS pour la journée, en Wh

- Vecs est le volume d’eau, Vecs = 50 x NBPers, ou 1,75 x ABât, ou valeur connue, en litres
- NBPers est le nombre de personnes occupant le logement
- ABât est la surface habitable du logement, en m²
- Tecs est la température de l’eau chaude au point de soutirage, en °C. (Température de l’eau stockée dans le ballon d’ECS moins les pertes en ligne, les pertes en ligne sont généralement prisent égales à 0 pour les logements, donc, Tecs = température de stockage ou en sortie chaudière pour les productions instantanées)
- Tef est la température moyenne de l’eau froide du mois considéré entrant dans le ballon ou le serpentin de production d’ECS (production instantanée), en °C (voir le tableau 3)

Exemple :
Mois de janvier en zone H1
Tef = 5,7 °C
Nombre de jours, 31
Tecs = 48 °C
Nombre d’occupants, 4
QECS = 1,1628 x 50 x 4 x (48 - 5,7) = 9837,29 (9,84 kW)
L’énergie nécessaire pour le mois de janvier est :
9837,29 x 31 = 304956 Wh soit 305 kWh (ce qui représente en litres du fuel et en m3 de gaz naturel : 305 / 10,25 = 29,76 litres, ou 305 / 10,53 = 28,96 m3)

Exemple 2 :
Calculer la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 300 litres d’eau de 20 à 100°C.
La quantité de chaleur nécessaire pour porter 300 l d’eau (soit 300 kg d’eau) de 20 à
100°C est :
Q = m x cm x (tf – ti)= 300 x 4.18 x (100-20) = 100 320 000 j soit 100 320 Kj
En kWh : Sachant que 1 kWh correspond à 3600 kJ, 100320 kJ correspond à :
100320 / 3600 = 27.87 kWh

Quelques ratios :
Nous tenons à préciser en introduction que l’utilisation de ratios est parfois source d’erreurs graves. L’idéal est, sans aucun doute, de pouvoir réaliser des mesures et des enregistrements sur les installations.

Les consommations d’eau chaude sont les suivantes :

CoSTIC : (Guide Diagnostic Thermique 1987)
Logement 3 P : 130 l/j. logement
(avec 3 personnes)
Dans le cas d’absence de comptage, majorer de 45 %
Internats : 60 l/j. occupant
Casernes : 40 l/j. occupant
Hôtels (**) : 125 l/j. lit occupé
Restaurants : 12 l/repas
Cuisines collectives : 13 l/repas
Hôpitaux : 130 l/j. lit
Bureaux : 5 l/j. personne
Salles de sports : 65 l/visiteur
Piscines : 86 l/visiteur
AICVF : (Guide ECS 1991)
Logement 1 P : 75 l/j. soit 1020 kWh/an
Logement 2 P : 105 l/j. soit 1420 kWh/an
Logement 3 P : 150 l/j. soit 1930 kWh/an
Logement 4 P : 180 l/j. soit 2440 kWh/an
Logement 5 P : 240 l/j.
Hôtels (*) : 75 l/j. chambre
Hôtels (***) : 135 l/j. chambre
Internat : 35 l/j. lit
Cantine : 9 l/j. repas
Hôpitaux : 55 l/j. lit


Commentaires  (fermé)

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dimanche 19 janvier 2014 à 22h52 - par  ZONTA

J’ai lu l’article ’’ECS dans le tertiaire’’ et je l’ai trouvé trouvé très intéressant,
il explique clairement la façon de calculer la dépense en eau chaude pour une famille.
Cela me permettra d’avoir une idée des besoins en gaz que cela représente pour notre maison.
Je trouve cette méthode très explicite, très claire, félicitations à votre équipe

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lundi 18 novembre 2013 à 17h09 - par  Etienne Bertaud

Merci pour cet article.
Deux choses :
1. les besoins en ECS varient souvent et ne peuvent être donnés qu’à titre indicatif. Les valeurs de références datent souvent d’une époque où l’économie d’énergie n’était pas la principale préoccupation
2. dans le numéro de CVC de juillet/octobre 2013 (n°880), il y a un long article sur la modélisation dynamique des systèmes ECS solaires

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