Pompe à chaleur et habitation, bac Polynésie 2023.

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Etude thermodynamique.
On considère une journée où  la température extérieure est Text = 2°C. Le transfert thermique s'effectue depuis l'air intérieur de la maison vers l'air extérieur.

1. Identifier le mode de trnasfert thermique s'effectuant à travers le mur.
Transfert thermique par conduction ( contact sans déplacement de matière) de l'intérieur vers l'extérieur.
2. Indiquer comment évolue le flux thermique lorsque l'épaisseur e du mur augmente.
Résistance thermique du mur Rth = e / (lS).
A lS constant, si e augmente Rth croît.
Flux thermique F = ( Tint-Text) / RTh.
A Tint-Text constant, si RTh augmente, le flux thermique diminue.
3. Indiquer le sens du transfert thermique Q rad/air s'opérant entre les radiateurs et l'air intérieur.
Température de l'eau dans les radiateurs : 55°C.
Transfert thermique par convection du corps le plus chaud ( les radiateurs) vers l'air intérieur.
On souhaite réaliser un bilan thermique du système " air intérieur" pendant une durée d'une heure de cette journée.
Qmur = -4,3 MJ transfert thermique à travers le mur.

Qautres = -7,1 MJ transfert thermique à les portes, fenètres, sol ....
W = 0, pas de travail échangé entre le système et l'extérieur.
4. Montrer que Qrad/air = -
Qmur -Qautres.
Premier principe de la thermodynamique : DU = Q + W = Q = Qrad/air +Qmur +Qautres.
La température de l'intérieur étant constante :
DU =0.
Qrad/air +Qmur +Qautres = 0 ; Qrad/air = -Qmur -Qautres.
5. Calculer
Qrad/air .
Qrad/air =4,3 + 7,1 = 11,4 MJ.
6. Indiquer si la puissance de la PAC ( 7,0 kW) est suffisante pour chauffer l'eau des radiateurs.
Puissance (W) = énergie (J) / durée ( s) =11,4 106 / 3600 =3,2 103 W = 3,2 kW.
Cette valeur est inférieure à 7 kW. La PAC peut chauffer l'eau des radiateurs.

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Etude sonore de la PAC.
La propriété voisine la plus proche est située  à 5 m de l'endroit où sera installé le module extérieur de la PAC.
Le niveau d'intensité sonore L1 mesuré à 5 m de ce module extérieur est L1 = 46 dB.
Le niveau sonore nocturne habituel L2 ( sans tenir compte de la PAC) est de 44 dB.
7. Vérifier que la valeur du niveau sonore L est égal à 48 dB..
8. Le propriétaire de la PAC expose t-il son voisinage à des nuisances sonores nocturnes supérieure au seuil réglementaire ( 3 dB).
I1 = I0 x 10-0,1 L1=10-12 x 104,6=10-7,4=4,0 10-8 W m-2.
I2 = I0 x 10-0,1 L2=10-12 x 104,4=10-7,6=2,5 10-8 W m-2.
I1 +I2=6,5 10-8 W m-2.
L = 10 log ( 6,5 10-8 / 10-12)=48 dB.
48 -44 = 4 dB, valeur supérieure à 3 dB. Le propriétaire expose son voisin à des nuisances.



  
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