Puits climatiques (Arbres STD et AMAPOLA de l'Editeur)

Le Puits climatique en STD

Le puits climatique peut être utilisé pour préchauffer ou pré-rafraîchir (selon la saison) l'air de ventilation d'une ou plusieurs zones thermiques du bâtiment. Un seul puits climatique peut être défini par projet.

Actuellement, le puits climatique ne fonctionne pas avec les zones aérauliques et donc avec le calcul aéraulique. Il s'agit d'une amélioration prévue pour les futures versions du logiciel. Pour l'utiliser, il faut donc travailler sans enveloppe aéraulique.

Pour accéder à ce module, effectuer un clic droit sur Projet dans l'arborescence (attention, le puits climatique peut être créer dans l'Editeur mais pas dans le Modeleur) .

L'écran de configuration apparaît. Un schéma permet alors de visualiser les caractéristiques du puits climatique. La modification des caractéristiques se fait par les boutons situés au dessus du schéma.

Un puits climatique est caractérisé par :

• le sol dans lequel il se trouve
• sa géométrie
• les tubes
• l'influence du bâtiment
• la ventilation

1 Le sol

Cliquer sur le bouton "Sol" pour accéder à la fenêtre de configuration du sol.

Renseigner les informations relatives au sol :

• exposition au vent au niveau du sol : (abrité : protégé par la végétation par exemple; à sévère : très exposé, en bord de mer par exemple)
• type de surface : qui sera traduit en coefficient d'absorption (gazon, neige, béton...)
• humidité à la surface, responsable d'échanges latents entre l'air et le sol.
• les caractéristiques du sol
  • Conductivité (W/m.K)
  • Capacité thermique (J/(kg.K))
  • Masse volumique (kg/m³)

Un menu déroulant "Données prédéfinies" renseigne automatiquement les valeurs standards des caractéristiques du sol pour différents types de sol (sable, terre lourde, gravier...).

2 Géométrie du puits

Cliquer sur le bouton "Géométrie" pour accéder à la fenêtre de configuration.

Renseigner les informations relatives à la géométrie du puits :

• le nombre de nappes (nappe = ensemble de tubes situés à une même profondeur)
• la largeur maximale du puits : largeur maximale de la superficie occupée par le puits.
• la longueur moyenne des tubes
• les profondeurs des différentes nappes
• le nombre de tubes de chaque nappe

Les tubes sont considérés comme étant montés en parallèles.

3 Caractéristiques des tubes

Cliquer sur le bouton "Tubes" pour accéder aux caractéristiques des tubes.

Renseigner les information sur les tubes utilisés :

• L'épaisseur de la paroi des tubes (m)
• Le diamètre extérieur des tubes (m)
• La conductivité de la paroi des tubes (W/m.K)
• La masse volumique de la paroi des tubes (kg/m³)
• La capacité thermique de la paroi des tubes (J/kg.K)

La liste déroulante "Type de tube" permet de choisir un type de tube. Ses propres valeurs caractéristiques sont automatiquement renseignées.

Dans le cas d'un tuyau annelé, il faudra calculer ses caractéristiques équivalentes.

4 Influence du bâtiment

Cliquer sur le bouton "Influence du bâtiment".

Renseigner les informations :

• Surface au sol de la partie chauffée du bâtiment : permet de calculer l'influence de la température du bâtiment sur le sol.
• Distance entre le centre du puits et le centre du bâtiment : du centre de la superficie du puits au centre du bâtiment. Permet de quantifier l'influence du bâtiment sur le puits
• Température moyenne du bâtiment des zones chauffées en contact avec le sol.
• Résistance thermique de la dalle du bâtiment

Si le bâtiment présente plusieurs températures ou dalles différentes, calculer une moyenne pondérée par la surface.

5 Caractéristiques de ventilation

Cliquer sur le bouton "Ventilation".

Renseigner les caractéristiques de ventilation :

• Le rendement de l'échangeur air-air placé en série à la sortie du puits (en pourcentage).

0% : le puits souffle directement dans la zone,

100% : l'échangeur récupère toute la chaleur de la zone et le puits climatique n'a alors pas d'influence.

• L'activation ou non d'un bypass de l'échangeur pour les périodes chaudes permet de récupérer l’énergie de l'air extrait.
• La température d'activation du bypass.
• La température de désactivation du bypass.

Pour déterminer l'activation ou non du bypass de l'échangeur air-air, c'est la moyenne glissante sur 2 jours de la température intérieure des zones au prorata des débits qui est considérée.

• les débits de ventilation pour chaque zone concernée.

5.1 Débit de ventilation pour chaque zone

Deux méthodes permettent de renseigner les débits de ventilation :

• cliquez sur la case à cocher (à gauche du nom de la zone)
• cliquez sur la case Débit (à droite du nom de la zone)

Saisir le débit voulu.

Par défaut, la définition d'une ventilation par puits climatique dans une zone désactive les ventilations externes de la zone (afin d'éviter le cumul des ventilations). Pour réactiver la ou les ventilations externes, décocher les cases "Désactiver V.ext Cont." ou "Désactiver V.ext non cont.". La ventilation externe décochée s'ajoutera alors à la ventilation par le puits climatique.

6 Sorties spécifiques

Les graphiques experts permettent de tracer les courbes de température du système "puits climatique" pour :

• la température de l'air en entrée du puits;
• la température de l'air au milieu du puits (position médiane entre l'entrée et la sortie);
• la température de l'air en sortie du puits (avant un éventuel échangeur);
• la puissance thermique équivalente transmise au bâtiment. Cette puissance est calculée de manière simplifiée. Pour des débits de ventilation représentant des taux de renouvellement d'air élevés, elle peut être imprécise.

7 Développement et validation de modèles thermiques d’échangeurs air/sol

Le modèle de puits climatique proposé a été validé à une profondeur de 1,60 m.

Pour plus d'informations, vous pouvez accéder au document "Développement et validation de modèles thermiques d’échangeurs air/sol" disponible en cliquant sur "menu démarrer" > "Programmes" > "Izuba Energies" > "Documentation" > "Puits Canadien.pdf".