Annexe I (informative)  CET - Méthode de dimensionnement

La méthode de dimensionnement présentée ci-dessous à titre indicatif est la méthode présentée dans le Cahier de charges des chauffe-eau thermodynamiques autonomes NF Électricité Performance LCIE 103-15/B.

I.1  Données utilisées pour le calcul

La méthode s'appuie sur les données des fabricants suivantes :

• la durée de mise en température notée t_h

  Pour déterminer cette donnée, l'essai consiste selon la NF EN 16147 à chauffer le volume d'eau stocké d'un état initial jusqu'à l'arrêt du compresseur provoqué par le thermostat du réservoir.

  Les conditions d'essai sont les suivantes :

  Tableau I.1  Conditions d'essai des CET selon NF EN 16147

• la température d'eau chaude de référence ;

• le volume réel du réservoir de stockage.

NOTE

Ces données sont disponibles dans les notices techniques des fabricants.

I.2  Principe de la méthode

Les chauffe-eau thermodynamiques produisent de l'eau chaude sanitaire selon une température de consigne qui peut être de 55 °C par exemple. Cependant, cette eau chaude sanitaire produite est généralement utilisée à des températures plus basses avoisinant 40 °C en la mitigeant avec de l'eau froide. Le but est donc de :

• déterminer la quantité d'eau chaude à 40 °C qu'on peut avoir à disposition quotidiennement avec le chauffe-eau thermodynamique en mode thermodynamique seul pour des durées de chauffe inférieures à la durée de mise en température (t_h) et pour une température d'eau froide de 15 °C ;

• et vérifier l'adéquation du chauffe-eau thermodynamique avec les besoins d'ECS

Calcul de la température atteinte au bout de n heures (n_h) :

La puissance du CET aux conditions de référence mentionnées dans le tableau ci-avant est :

Avec C_{v eau} = 4200 kJ·m^-3·K^-1

Si on fait fonctionner le CET pendant n_h (cas d'un asservissement par exemple), (1) devient : Dans la méthode, on prend T_{eau froide} à 15 °C

A partir de (1) et (2), on obtient :

On en déduit :

Volume équivalent à 40 °C obtenu au bout de n_h :

Contenu énergétique = V_{réel réservoir} × C_{v eau} × (T_{atteinte au bout de nh} - 15 °C) = V_{équivalent 40 °C à nh} × C_{v eau} × (40 °C - 15 °C)

On en déduit :

Si à partir de (3) on obtient T_{atteinte au bout de nh} > T_référence (CET avec compresseur puissant), on prend dans l'équation 4 T_{atteinte au bout de nh} = T_référence

Si à partir de (3) on obtient 40 °C ≤ T_{atteinte au bout de nh} ≤ T_référence, on prend dans l'équation 4 la valeur de T_{atteinte au bout de nh} obtenue

Si à partir de (3) on obtient T_{atteinte au bout de nh} < 40 °C, le volume équivalent à 40 °C est égal à 0. Le CET ne satisfait pas aux besoins.

Le volume équivalent à 40 °C doit correspondre aux besoins à satisfaire.

Application simplifiée de la méthode de dimensionnement

Le tableau ci-dessous permet une application simplifiée de la méthode décrite ci-avant dans le cas des CET ambiant et sur air extérieur avec un asservissement heures creuses de 8 h :

Tableau I.2  Sélection d'un CET sur air extérieur ou air ambiant - asservissement 8 h (1/2)

Tableau I.2  Sélection d'un CET sur air extérieur ou air ambiant - asservissement 8 h (2/2)

Exemple :

Soit un ballon dont les caractéristiques sont les suivantes :

• Vn = 200 litres ;

• durée de mise en température de 10 °C à 52,5 °C : 11 h.

Il fait l'objet d'un asservissement de 8 h

La température atteinte au bout de huit heures est de :

soit T_{atteinte au bout de nh} = 45,9 °C

Volume équivalent à 40 °C obtenu au bout de 8 heures :

soit V_{équivalent 40 °C à nh} = 247 l (4)

Ce ballon peut couvrir avec un asservissement de 8 heures les besoins des logements du type 1, 2 ou 3 pièces.

Le tableau ci-dessous permet une application simplifiée de la méthode décrite ci-avant dans le cas des CET sur air extrait pour un fonctionnement de 24 h

Tableau I.3  Sélection d'un CET sur air extrait - fonctionnement 24 h (1/2)

Tableau I.3  Sélection d'un CET sur air extrait - fonctionnement 24 h (2/2)