Options de calcul |
Onglet Conception du chauffage, Conception de la climatisation et Simulation dans la boite de dialogue Options du Modèle et onglet Options on dans la boite de dialogueSimulation Option. Description du Calcul Entrez des noms pour identifier votre calcul. Ceci sera utilisé dans les rapports et dans les noms de fichiers pour les fichiers ESO générés automatiquement. Nombre de Pas de Calcul par Heure (Simulation uniquement) Le 'Pas de calcul par heure' est le nombre de fois où la résolution des équations thermiques du bâtiment est calculée en une heure. Le champ "Nombre de pas par heure" spécifie le nombre de pas par heure de base de la simulation. Cette valeur est également appelée le pas de temps de la zone. Elle est utilisée dans le calcul de la balance thermique des zones du modèle comme le pas de temps du calcul du transfert de chaleur et des charges. La valeur à entrée ici est le Nombre de pas de temps à utiliser sur une période d'une heure. Un pas de temps plus long se concrétise en un Nombre de pas de temps plus petit. Par exemple une valeur de 6 entrée dans ce champs demande au programme de faire un pas de temps de 10 minutes tandis qu'une valeur de 60 ce traduit en un pas de temps de 1 minute. La valeur de l'utilisateur pour le Nombre de Pas de Calcul par heure doit être divisible par 60, les choix disponibles sont 1, 2, 4, 6, 10, 12, 30 et 60. Le choix fait pour ce champs a de grandes répercutions sur la précision du modèle et le temps de calcul de la simulation. Voici une liste de considération à prendre en compte lors du choix de cette valeur :
Il y a un second type de pas de temps utilisé dans EnergyPlus qui est nommé le pas de temps CVC ou le pas de temps du Système. Ce pas de temps est de longueur variable. L'utilisateur ne peut pas directement contrôler le pas de temps du système (à l'exception des limites de Convergences dans l'onglet de simulation). Quand la partie CVC de la simulation entame sa solution pour le pas de temps en cours, elle utilise le pas de temps de base comme un maximum, mais peut par la suite réduire ce pas de temps, autant que nécessaire pour atteindre sa solution.Les détails techniques de cette approche sont expliqués dans la Documentation Technique d' EnergyPlus sous le titre 'Integrated Solution Manager. Les utilisateurs expérimentés d' EnergyPlus peuvent obtenir et voir les données aux intervalles du pas de calcul CVC utilisé si ils sélectionnent l'option "détail" sur un rapport de variable CVC (c.à d. température de l'air Zone/Système). Le pas de calcul entré ici est aussi nommé dans la documentation EnergyPlus Zone Time Step.
Bien que beaucoup de bâtiments peuvent être correctement simulés avec un pas de calcul de 2 par heure, EnergyPlus suggère un pas de calcul de 4 par heure pour les simulations sans CVC et de 6 pour les simulations avec CVC.
Un nombre de 20 Pas de calcul par heure est le minimum dans le cas d'un algorithme de solution de type 2-Différence finie. La simulation de Toiture végétalisée peuvent également demander un plus grands nombre de pas de temps.
Note 1 : En général, augmenter le nombre des pas de calcul augmente la précision des calculs mais ralentit la simulation (et génère plus de données si la présentation de ces données est demandée pour l'intervalle Infra-horaire).
Note 2 : Quand vous utilisez un pas de calcul à 1 par heure, vous ne pourrez pas obtenir les résultats de distribution de Température. Contrôle de la Température Les systèmes de chauffage et de climatisation contrôlent la température intérieure pour maintenir les températures de consigne spécifiées dans l'Onglet Activité. Ces températures de consigne peuvent être interprétées comme étant celle de l'air, opérative ou d'autres fractions radiantes et DesignBuilder fournit les options correspondantes pour permettre de contrôler les systèmes de CVC par :
Lors de l'utilisation de l'option 3-Autre, la fraction radiante devrait être inférieure à 0,9 et son minimum est 0. Une valeur de 0 revient à contrôler la température uniquement par la température de l'air. Si les vitesses de l'air sont supérieures à 0.2 m/s, alors on peut utiliser les valeurs minima de la fraction radiante.Niu et Burnett (1998) citent la norme internationale ISO 77300 en recommandant les valeurs de fraction radiante présentées dans le tableau ci-dessous : Fraction radiante par rapport à la Vitesse de l'air :
Référence: J. Niu and J. Burnett. 1998. Integrating Radiant/Operative Temperature Controls into Building Energy Simulations. ASHRAE Transactions Vol. 104. Part 2. page 210. ASHRAE. Atlanta, GA.
Vous pouvez imaginer cette option de Contrôle de la température comme :
Notes Discussion avancée sur les intérêts de la température opérationnelle / température radiante Il y a eu beaucoup de débats entre les experts durant des années sur la mesure dans laquelle les effets de la température radiante devraient être intégrés dans la simulation du thermostat. La plupart des thermostats existants ne mesurent effectivement pas plus de 20% du transfert de température radiante - essentiellement le capteur de température sera sensible à la température de l'air environnant de la pièce. Donc on est amené à penser que le meilleur choix serait un contrôle par la température d'air (ou 20% radiant). Mais le contrôle température opérative (fraction radiante = 0,5) peut être utile pour calculer une valeur réaliste de l'énergie de chauffage ou de climatisation basée sur les exigences reconnues de températures hivernales et estivales pour les activités de chaque zone. C'est pourquoi les systèmes CVC contrôlés par l'utilisation de la température opérative continuent à traiter le bâtiment jusqu'à ce que la température de confort soit atteinte (exactement comme ils le font dans le bâtiment réel quand les occupants règlent les thermostats jusqu'à ce qu'ils se sentent confortables). De même, les températures de consigne par défaut tirées des prédéfinitions d'activité sont généralement dérivées de sources citant des températures opératives. Avec le contrôle de la température d'air, la température de l'air de la pièce est effectivement contrôlée à sa température de consigne, qui n'est pas (suivant les températures radiantes internes à la pièce) forcément confortable. L'inconvénient du contrôle par la température opérative est que les charges énergétiques au démarrage peuvent être exagérément élevées en raison du retard de la réponse thermique des murs, plafonds et sols.La lenteur de la réponse thermique des matériaux du bâtiment commande la sortie du thermostat opératif et donc le fonctionnement de l'équipement de chauffage/climatisation. Si cet effet est dominant il peut conduire à une surestimation de la charge énergétique de climatisation calculée. Il vous faut être familier de ce sujet avant d'utiliser le contrôle par température opérative pour dimensionner les équipements de chauffage/climatisation. Selon notre expérience, l'utilisation du contrôle par température opérative conduit généralement à des charges de pointe plus élevées dans les calculs de conception des équipements de chauffage/climatisation et à des consommations d'énergie pour le chauffage ou la climatisation plus importantes au cours des simulations.
Mise en garde
Le contrôle par température d'air est plus aisé à utiliser car aucun des problèmes mentionnés ci-dessus ne s'y applique. Mais il peut conduire à des calculs erronés de charges de pointe pour concevoir des équipements de chauffage/climatisation si un facteur de sécurité dans le calcul n'est pas utilisé. Ceci est particulièrement vrai quand les températures radiantes sont très différentes des températures de l'air, par exemple dans des bâtiments peu isolés, des bâtiments avec des grandes baies vitrées non protégées ou avec des taux de ventilation très élevés. En règle générale, le fait d'utiliser le contrôle par température d'air dans les simulations de ce type de bâtiment conduira à la sous estimation de la consommation d'énergie. Auto dimensionnement de systèmes convectifs simples avec le contrôle par température opérationnelle Un autre sujet à garder à l'esprit avec le contrôle par température opérationnelle est que dans le cas de systèmes convectifs simples, les systèmes de climatisation auto dimensionnés utilisent un algorithme différent pour calculer le taux maximal d'air d'apport utilisé dans le système Air "Ideal loads" d' EnergyPlus. Dans les systèmes convectifs l'équation utilisée est la suivante :
DeltaT = Température_consigne_froide_zone - Température_consigne_batterie_froide (différence entre température de l'air de la zone et de l'air soufflé)
Débit_AirSoufflé [m3/s] = ChargeMaxRefroidisssement / (Cp * DeltaT * DensitéAir)
Cette équation donne de bons résultats parce que la température de l'air dans la zone peut, avec sécurité, être assimilée à la température de consigne de refroidissement et il y a donc une différence constante de température entre la l'air de la zone et l'air soufflé. Le calcul par ce moyen du taux d'apport d'air de refroidissement ne peut donner de résultats pour le contrôle par température opérative car les températures de l'air dans l'espace sont souvent bien plus basses que la température de consigne de refroidissement de la zone, et, parfois, dans les zones ayant des températures radiantes très élevées, la température de l'air dans la zone approche de celle de soufflage. En d'autres termes la différence de température entre l'air de la zone et l'air soufflé par les systèmes simulés devient très faible et du coup des débits d'air très importants sont requis pour atteindre les charges de refroidissement. De manière à tenir compte de cela DesignBuilder prend un Delta T de 1 K dans le calcul ci-dessus quand le contrôle par température opérative est utilisé.
Vérifier les résultats
Exclure toute ventilation mécanique de zone Sélectionnez cette option si vous désirez exclure la ventilation mécanique de la zone des charges de chauffage/climatisation dans toutes les zones. Cette option est utile dans les cas où la CTA doit couvrir les charges de ventilation mécanique et que ces charges doivent être calculées séparément lors du dimensionnement de la puissance de batterie de la CTA. Notez que si cette option est inactive la ventilation mécanique sera active, lors du calcul de conception de chauffage, sans aucun regard au planning ou aux consignes de température de ventilation mécanique définis. Exclure toute ventilation naturelle de zone Cette option devrait être sélectionnée quand la ventilation naturelle doit être exclue des calculs de chauffage/climatisation dans toutes les zones.Remarque l'infiltration est toujours incluse quelque soit le paramétrage. Notez que si cette option est inactive la ventilation naturelle sera active, lors du calcul de conception de chauffage, sans aucun regard au planning ou aux consignes de température de ventilation naturelle définis. |