Comment choisir les matériaux et les énergies pour un système ?

Plusieurs solutions de chauffage sont envisageables dans dans une cabane.

QUESTION 3.4 : Citer 5 solutions possibles pour fournir l'énergie thermique.

Le choix s'est porté sur une solution mettant en oeuvre l'énergie électrique. 2 solutions sont étudiées:

• une solution basée sur des convecteurs électriques classiques qui produisent 1 kWh de chaleur pour 1 kWh d'électricité consommée. Leur installation est facile et ils sont d'un prix compétitif.

• une solution basée sur une pompe à chaleur qui produit dans les conditions optimales environ 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d'électricité consommée.

Une pompe à chaleur capte l'énergie thermique contenue dans un élément extérieur (eau, air ou terre) pour la transférer à l'intérieur grâce à de l'énergie électrique. Pour réaliser ce transfert, une pompe à chaleur utilise un fluide frigorigène. C'est le changement d'état de ce fluide frigorigène qui assure le transfert de l'énergie calorifique entre l'entrée et la sortie au sein d'un circuit fermé. Le principe de fonctionnement est le suivant :

• Le fluide frigorigène passe de phase liquide à gazeuse (évaporation) en captant de l'énergie de la source d'énergie située à l'extérieur (air, eau, terre); ceci se passe dans l'évaporateur,

• Le fluide frigorigène (sous forme gazeuse) est alors comprimé par un compresseur alimenté par l'énergie électrique. Cette compression augmente la température et la pression. Le fluide est alors dirigé vers le condenseur,

• Dans le condenseur, le fluide frigorigène passe de phase gazeuse à liquide (condensation). Il libère son énergie thermique dans le circuit de chauffage intérieur qui peut utiliser de l'aire ou de l'eau.

QUESTION 3.5 : Préciser, en justifiant, la meilleure solution sur le plan énergétique.

QUESTION 3.6 : Calculer la valeur de COP optimal d'une pompe à chaleur.