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TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans

TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Afin de commencer à procéder au dimensionnement des composants d’une installation frigorifique, il faut connaitre la puissance nécessaire au maintien de la température dans le local. La puissance à installer sera connue par la détermination des charges thermiques. On distingue les charges externes et internes. Les charges thermiques externes comprennent : - Les charges dues aux apports de chaleur par transmission à travers l’enveloppe de la chambre froide : parois verticales, plancher bas et plancher haut : Q1 - Les charges dues au renouvellement d’air et ouvertures des portes : Q2 Les charges thermiques internes comprennent : - Les charges dépendantes des produits entreposés (produits entrants et transpiration des produits frais) : Q3 - Les charges dues aux moteurs des ventilateurs et aux résistances de dégivrage, les charges dues à l’éclairage, au personnel, au chariot élévateur et à la présence éventuelle d’autres machines : Q4 Calcul des déperditions par les parois (appelées aperditions pour les chambres froides) : Q1 Dp = (Ks x S x KL) x (ϴi - ϴe) ou Φs = K . S . Δϴ Dp : déperditions par les parois (w) Ks : coefficient d’échange surfacique de la paroi (w/m2K) S : sur face de la paroi (m2) K : coefficient d’échange linéaire de la paroi (w/mK) L : longueur de la liaison (m) ϴi : température de l’air intérieur ϴe : température de l’air extérieur 1 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Ks est appelé aussi coefficient de transmission surfacique, il représente le flux de chaleur passant dans une paroi pour une différence de température de 1°c entre les deux ambiances séparées par cette paroi. Ks = 1 Rt Rt résistance thermique globale de la paroi en m2Kw Rt = ( 1 hi)+(Σ( e λ))+( 1 he) 1 hi : résistance thermique d’échange superficiel intérieur m2K/w 1 he : résistance thermique d’échange superficiel extérieur m2K/w (voir tableau correspondant ci-dessous) Σ( e λ): somme des rapports e λ des différentes couches de la paroi e : épaisseur du matériau (m) λ (lamda) : conductivité thermique du matériau (w/mK) Nota : pour un sol non isolé, la température à considérer est de 15°c avec : Rt = Σ x e λ+ 1 hi et ΦL = Kl . L . Δϴ ΦL : puissance linéaire transmise (w) Kl : coefficient de puissance linéaire (w/m.k) L : longueur totale des arrêtes (m) Δϴ : écart de température de part et d’autre de la paroi (K) 2 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Tableau des résistances thermiques d’échange superficiel : Coefficient de conduction thermique λ de différents matériaux : 3 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide 4 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide 5 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide 6 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide 7 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide 8 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Exemple de calcul : Déterminer les aperditions surfaciques (par les parois) de ce local. Vue de dessus en plan. Constitution des parois : Murs extérieurs : Murs intérieurs : idem mur extérieur Plafond : 9 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Sol : Données complémentaires : 10 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Déperditions par renouvellement d’air : Q2 Déperditions par infiltration d’air et par les ouvrants Di = 0,34 x Qvi x (ϴi - ϴe) Di : déperditions par infiltrations (w) 0,43 : chaleur volumique de l’air (wh/m3K) Qvi : débit volumique d’infiltration (m3/h) Tableau de renouvellement d’air journalier par les ouvertures de portes pour des conditions normales d’utilisation. Calculer les apports par renouvellement d’air en prenant les caractéristiques de la chambre froide 11 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Apports par les produits : Q3 Q3= m x c x Δϴ m : masse journalière de produit introduite (kg) c : chaleur massique du produit (kJ/kgK) Δϴ : différence entre les températures d’introduction et de fin de refroidissement du produit (°K) La chambre froide contient les produits suivants :  3500 kg de dattes sèches. Température d’introduction 25°c.  500 kg d’épinards. Température d’introduction 16°c.  150 kg de champignons. Température d’introduction 10°c. 12 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Tableau des charges dues aux produits : 13 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide 14 Frémont_TFCA_v1 TECHNIQUE DU FROID ET DU CONDITIONNEMENT D’AIR Tâche T1.2 : Analyser les plans d’une installation Compétence C1-1 : Collecter, identifier, lister, relever les données Savoir S4 : Approche scientifique et technique des installations frigorifiques Connaissance S4.1 : Physique appliquée - Thermocinétique Séquence : Bilan thermique Séance 4 : Bilan thermique d’une chambre froide Charges diverses : Q4 Q4 = Qm + Qe + Qp + Qd Apports par les moteurs Qm = Pa x t x 3600 1000 Qm : apport de chaleur par les moteurs (kJ) Pa : puissance absorbée par les moteurs (w) t : temps de fonctionnement par jour (h) Apports par l’éclairage Qe = P x 3600 1000 P : puissance des lampes à incandescence, pour les tubes fluorescents uploads/Management/ seance-4-bilan-thermique-d-x27-une-chambre-froide.pdf