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Bonjour je suis bloquée sur tout mon devoir de physique chimie voici le premier exercice:
Exercice n1:
M.Lagadec habite en Bretagne et doit refaire son système de chauffage et souhaite choisir le système le plus économique sur 10 ans. L’analyse se fera sur une pièce de 20m2. On partira du principe que le système de chauffage fonctionne 6h par jour, 190 jours par an.

Données:
•Tension du réseau électrique: 230V
•Intensité maximale supportée par une prise classique: 16A
•Énergie utile pour chauffer une habitation: 85kWh par m2 par an
•Prix de 1kWh d’électricité: 0,1740€
•Prix de 1kWh de gaz: 0,1034€
•Prix d’installation:
-Radiateur électrique:200€
-Plancher chauffant électrique: 1600€
-Panneaux solaires: 500€/m2
-Éolienne domestique: 13000€
-Chaudière à gaz + radiateur à eau: 11000€
•Rendement d’un radiateur électrique: 80%
•Rendement d’un plancher chauffant électrique: 90%

Partie1: Quel choix pour le système de chauffage ?
1) Calculer l’énergie (en kWh) que le système de chauffage doit produire pour chauffer la pièce étudiée, pendant un an.
M. Lagadec hésite entre un radiateur électrique fournissant une puissance de 2000W et un. plancher chauffant électrique fournissant une puissance de 1500W.

2) Choix du radiateur électrique
a) ce système peut-il fournir, en quantité, l’énergie thermique nécessaire au chauffage de la pièce durant l’année?
b) Calculer l’énergie électrique consommée par le radiative électrique pendant 1 an.
c) En déduire le coût de consommation sur 10 ans
d) M.Lagadec peut il brancher son radiateur électrique sur une prise classique supportant maximum 16A?

3)Choix du plancher chauffant
a) ce système peut-il fournir en quantité l’énergie thermique nécessaire au chaffage de la pièce durant l’année?
b) Calculer l’énergie électrique consommée par le plancher chauffant pendant 1 an
c) en déduire le coût de consommation sur 10 ans

4) Compte tenu du prix des installation, quel est le système le plus rentable? Justifier

Partie 2: Alimentation du système de chauffage électrique
Pour alimenter le système de chauffage électrique (que ce soit le radiateur ou le plancher chauffant), M. Lagadec peut faire poser soit des panneaux solaires photovoltaïques soit une éolienne domestique verticale de puissance nominale 1,0 kW
On estime que le vent souffle à des vitesses permettant l’utilisation de l’éolienne 2300h par an près de la maison de M. Lagadec

5) Choix des panneaux solaires
a)Calculer le rendement des panneaux solaires
b) en supposant que le système doit fournir 2000kWh d’énergie électrique par an, calculer l’énergie solaire consommée par ce système d’alimentation
c) L’ensoleillement breton est d’en moyenne 1100 kWh/m2/an. Calculer la surface de panneau solaire minimale à installer

6) Choix de l’éolienne domestique
a) Quelle est l’énergie électrique fournie par l’éolienne sur un an?
b)Que devrait prévoir en plus M. Lagadec s’il utilise une éolienne? Justifier
c) Identifier le système le plus rentable économiquement sur 10 ans

Partie 3: Couplage chaudière à gaz avec radiateur à eau
8) Dernière option: M.Lagadec peut aussi installer un radiateur à eau chaude alimentée par une chaudière à gaz. Le radiateur avec sa tuyauterie à un rendement de 60% et la chaudière de 95%
a) Compléter le diagramme énergétique de l’installation en nommant les énergies mises en jeu ainsi que les pourcentages
Énergie…….—> Chaudière (Énergie………(…..%)—> Radiateur (Énergie……(…%)—> Énergie……
b) Calculer le rendement total du système
c) En déduire la quantité d’énergie du gaz consommée pour chauffer l’habitation en se basant sur la valeur thermique nécessaire déterminée dans la question 1
d) Quel sera alors le coût de consommation sur 10 ans?

BILAN:
9) Finalement quelle est la meilleure association d’un point de vue économique? Sélectionner la réponse à la question dans la liste ci-dessous en justifiant
a) Panneaux solaires + radiateur électrique
b) Panneaux solaires + plancher chauffant électrique
c) Éolienne domestique + radiateur électrique
d) Éolienne domestique + plancher chauffant électrique
e) Chaudière a gaz + radiateur à eau

Sagot :

nachmyattoumani

Réponse :

Explications :

Pour choisir le système de chauffage le plus économique sur 10 ans, nous devons comparer les coûts des différents systèmes en fonction de l'énergie qu'ils consomment pour chauffer la pièce de 20m2. Commençons par calculer l'énergie que chaque système doit produire pour chauffer la pièce pendant un an.

1) Calcul de l'énergie nécessaire pour chauffer la pièce pendant un an :

- Énergie utile pour chauffer une habitation : 85 kWh/m2/an

- Surface de la pièce : 20m2

- Énergie totale nécessaire = 85 kWh/m2/an * 20 m2 = 1700 kWh/an

Maintenant, passons au choix entre le radiateur électrique et le plancher chauffant électrique.

2) Choix du radiateur électrique :

a) Le radiateur électrique a une puissance de 2000W (2kW). Pour calculer s'il peut fournir l'énergie thermique nécessaire, on doit vérifier s'il peut chauffer la pièce en 6h par jour pendant 190 jours par an.

- Énergie produite par le radiateur en 1 jour = Puissance * Temps = 2 kW * 6h = 12 kWh/jour

- Énergie produite en 190 jours = 12 kWh/jour * 190 jours = 2280 kWh (surpasse les besoins de 1700 kWh/an)

Le radiateur électrique peut fournir l'énergie nécessaire pour chauffer la pièce sur l'année. Si tu as d'autres questions ou besoin de plus d'informations, n'hésite pas à demander !

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