Partie spécifique - Partie B · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - EE 2021

Partie B: Est-ce intéressant d'un point de vue de l'efficacité énergétique de remplacer la chaudière au fioul domestique par la chaudière à granulés « Euroclima » ?

L'habitation à équiper est actuellement chauffée au fioul domestique. L'objectif de cette partie est de valider la pertinence de passer d'une chaudière au fioul à une chaudière à granulés. Pour cela, il faut déterminer l'efficacité énergétique de la chaudière à granulés et la comparer avec l'efficacité énergétique de la chaudière au fioul.

B.1

Données sur la consommation électrique de la chaudière à granulés:

Une étude sur la consommation des différentes chaines de puissance électrique et de la chaine d'information a été réalisée. La durée d'utilisation annuelle du chauffage est de 6 mois (novembre à avril), c'est-à-dire 182 jours.

Compléter le tableau (DRS2) en calculant les énergies électriques consommées par les différentes chaines de puissance et d'information sur une journée. Puis calculer l'énergie journalière totale consommée par la chaudière ($W_{\text{jour}}$).

Chaine

Puissance électrique

Durée d'utilisation journalière

Energie électrique consommée (en Wh)

Turbine aspiration granulés

1 200 W

3 minutes par jour

Chaine de puissance de la « vis de dosage »

40 W

6 minutes par jour

Chaine de puissance de la « vis de sécurité »

40 W

6 minutes par jour

Chaine de puissance de la « vis de décendrage »

40 W

3 minutes par jour

Ventilateur d'extraction des fumées

32 W

En continu (24 h)

Platine régulation électronique (chaine d'information)

11 W

En continu (24 h)

Energie journalière totale ($W_{\text{jour}}$):

B.2

Calculer la consommation électrique annuelle ($W_{\text{année}}$) de la chaudière. Indiquer les deux chaines (de puissance ou d'information) qui consomment le plus.

B.3

Une simulation de chauffage a été réalisée (DTS4) sur la période du 1 er novembre au 30 avril. La température de confort recommandée est de 19 °C.

Données climatiques CALSOL de la région:

· jan · fév · mars · avr · mai · juin · juil · août · sep · oct · nov · déc · année

T air moyen (°C) · 2.6 · 4.1 · 6.7 · 9.5 · 13.4 · 16.9 · 19.4 · 18.9 · 15.8 · 11.8 · 6.6 · 4 · 10.8

Paramètres DTS4 de la simulation:

À partir des données de CALSOL, déterminer la température moyenne de l'air pendant la période de chauffage. Conclure sur la validité du scénario de chauffage donné dans le document technique DTS4.

B.4

À partir des résultats de la simulation de chauffage (DTS4), compléter le tableau du document DRS3, en relevant l'énergie fournie par la combustion des granulés et l'énergie finale puis en calculant les pertes énergétiques.

Grandeur

Énergie en kWh/an

Énergie finale par la combustion des granulés:

Énergie thermique utile pour chauffer la maison:

Énergie de combustion perdue:

B.5

À partir des résultats précédents, compléter le diagramme de Sankey se trouvant sur le document DRS4.

Grandeur du diagramme de Sankey

Valeur en kWh/an

Énergie finale de combustion:

Énergie électrique:

Énergie thermique utile:

Énergie de combustion perdue:

B.6

Déterminer l'efficacité énergétique de la chaudière à granulés.

Rappel: $$\text{Efficacité énergétique} = \frac{\text{Énergie thermique utile}}{\text{Énergie totale consommée}} \times 100$$

avec Énergie totale consommée = Énergie finale de combustion + Énergie électrique.

B.7

L'efficacité énergétique de la chaudière au fioul est de 70 %.

Conclure sur l'intérêt de remplacer la chaudière au fioul par la chaudière à granulés au regard de la problématique de cette partie.