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Exercice 1 : Corrigé
Le nombre de jours de chauffage annuel dans la région lausannoise se situe aux alentours de 210 jours/an (soit environ 7 mois pleins). Le taux de charge de notre chaudière est donc de : τ = 820 [h/an] / (210 [j/an] x 24 [h/j] ) = 0.16 On remarque déjà que notre chaudière est surdimensionnée. Les pertes spécifiques de maintien en puissance valent : qm = Qm/Qn = 400/13’000 = 0.03 Le rendement annuel devient ainsi : ηa = ηC x (1-qm/t)/(1-qm) = 0.87 x (1-0.03/0.16)/(1-0.03) = 0.73
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Exercice 2 : Corrigé
On applique la formule de Weiersmuller avec un coefficient de Siegert de 0,58 et on obtient 85%. Il est inférieur à la limite acceptable qui est 87%. Ce rendement vaut :

ηch = 1 −

Φ g + Φ'r Φn

= 1 − ηg − η'r = 1 − (0,15 + 0,05) = 0,80

A pleine puissance, une chaudière de 30 kW consomme 3 litres de mazout par heure, car le PCI du mazout est de 10 kWh/litre. Une consommation de 3’000 l correspond donc à 1’000 heures de fonctionnement. La saison de chauffage durant 203 jours ou 4’872 h, le taux de charge de la chaudière est de 20%. Ses pertes de maintien en température représentent 3% de sa puissance nominale. Ce rendement vaut :

ηa = ηch

(τ − q m ) = 0,8 (0,2 − 0,03 ) = 0,70 τ (1 − q m ) 0,2 (1 − 0,03 )

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Exercice 3 : Corrigé
COP = ηPAC / εC Efficacité de Carnot Rendement technique ηPAC = COP x εC = COP x (T2-T1)/T2 = 3.3 x (308-280)/308 = 0.3 COPextr. = ηPAC extr. / εC extr. = 0.3 x (273+55)/(55-(-10)) = 1.5 or COP = Qth/Qmec. Qmec. = Qth/COP = 12/3.3 = 3.6 [kW] Qth. extr. = COPextr. X Qmec. = 1.5 x 3.6 = 5.4 [kW]
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Caractéristiques de capteurs

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Exercice 4 : Corrigé
Surface nécessaire