Protocole d essai et méthode de calcul Détermiatio du Ves 40 : Quatité d eau chaude à 40 C fourie par l appoit électrique itégré d u chauffe-eau électrosolaire. Documet associé : Cahier des charges des chauffe-eau électrosolaires idividuels coformes aux offres Vivrélec. Cotact : jea-claude.frichet@edf.fr EDF R&D - Cetre des Reardières Ecuelles - BP. 46 F- 77818 MORE SUR LOING Protocole d essai Ves 40 - Décembre 2005 V1.0
SOMMAIRE 1. DOMAINE D APPLICAION... 3 2. DEFINIIONS E ABREVIAIONS... 3 3. CONDIIONS GENERALES D EXECUION DES MESURES... 4 4. DEERMINAION DES EMPERAURES MOYENNES... 5 5. DEERMINAION DE VES 40N... 5 6. DEERMINAION DE VES 40D... 6 7. DEERMINAION DE VES 40... 6 8. RAPPOR D ESSAI... 7 9. SEQUENCES DE L ESSAI... 8 10. DESCRIPION DU BANC D ESSAIS... 9 ANNEXE 1... 10 page 2/10
1. DOMAINE D APPLICAION Ce protocole d essai s applique aux ballos de stockage verticaux des chauffe-eau solaire à appoit électrique itégré. Il s appuie sur la orme EN 60379 et sur le cahier des charges de la marque NF Electricité Performace (LCIE 103-14/C) applicables aux chauffe-eau électriques à accumulatio. 2. DEFINIIONS E ABREVIAIONS Ves 40 est la quatité d eau chaude à 40 C (pour ue température d eau froide de15 C) que peut produire l appoit électrique seul, sur la période de chauffe octure (limitée à 8 heures). Ves 40d est la quatité d eau chaude à 40 C (pour ue température d eau froide de 15 C) que peut produire l appoit électrique seul, sur la période de chauffe diure (relace limitée à 2 heures). Ves 40 est la quatité d eau chaude à 40 C (pour ue température d eau froide de 15 C) que peut produire quotidieemet l appoit électrique seul. Remarque : selo le mode de gestio temporel de la résistace, Ves 40 = Ves 40 (sas relace) ou Ves 40 = Ves 40 + Ves 40d = Ves 40+d (avec relace diure). Ves 40, Ves 40 et Ves 40d sot exprimés e litres. amb : température ambiate du local pedat les essais, exprimée e C. EF : température de l eau froide, exprimée e C. EFm : température moyee de l eau froide, exprimée e C. c : V AP : température de cosige du thermostat (température de déclechemet), exprimée e C. volume chauffé par l appoit électrique, exprimé e litres. A : température moyee de l eau coteue das Vap, après mise e température supérieure à 2 heures, exprimée e C. V p : p : pm : volume d eau puisé, exprimé e litres. température de l eau puisée, exprimée e C. température moyee de l eau puisée, exprimée e C. pmc : température moyee corrigée de l eau puisée, exprimée e C. P r : puissace mesurée de la résistace, exprimée e watts. page 3/10
3. CONDIIONS GENERALES D EXECUION DES MESURES a) Les mesures sot effectuées sur le ballo e essai das ue pièce pratiquemet exempte de courat d air à ue température ambiate amb de 20±2 C et mesurée tout au log de l essai. b) La température de l eau froide EF qui alimete le ballo est mesurée tout au log de l essai, avec EF = 15±2 C. c) Le débit de soutirage est réglé à 10 l/mi pour les ballos dot le volume chauffé par l appoit électrique (V AP ) est supérieur à 50 litres et iférieur ou égal à 300 litres. d) Les mesures e sot pas effectuées si la tesio écessaire à l obtetio de la puissace omiale à chaud, diffère de plus de 5% de la tesio omiale. e) La mesure de la puissace de la résistace (P r ) est effectuée pedat la motée e température de l eau (voir 9). f) La régulatio e température du ballo peut être assurée, au choix : Cas 1 : avec le thermostat (ou la régulatio) fouri avec le chauffe-eau, réglé de maière à obteir ue température de cosige c (température de déclechemet) prédéfiie. Pour cela, il doit être préalablemet étaloé das u bai d huile porté à la température choisie. Cas 2 : à l aide d u régulateur extere dot la sode de température sera située e lieu et place du thermostat de régulatio ormalemet fouri avec le chauffe-eau. Le différetiel est alors réglé sur 5K. A titre d exemple : ue température de cosige c de 65 C correspod à ue température d eclechemet de 60 C et de déclechemet de 65 C. g) Les mesures de température d eau puisée ( p ) sot effectuées das le flux sortat dot l écoulemet est cotiu. h) Les températures sot mesurées à miima avec ue précisio de ±0.5K. i) Les différets paramètres mesurés sot eregistrés à u pas de temps iférieur ou égal à 10 secodes pour traitemets à posteriori. page 4/10
4. DEERMINAION DES EMPERAURES MOYENNES a) empérature moyee de l eau froide : EFm La température moyee de l eau froide est la moyee arithmétique des températures EFi eregistrées pedat le remplissage du ballo, pour chaque phase de chaque séquece d essai. EFm = 1 EFi b) empérature moyee de l eau puisée : pm La température moyee de l eau puisée est la moyee arithmétique des températures pi eregistrées du début du puisage jusqu à ce que la température de l eau atteige 40,0 C pour la mesure de Ves 40, et EFm +25K pour la mesure de Ves 40d. pm = 1 pi c) empérature moyee de l eau coteue das V ap (sas puisage) : A La température moyee de l eau coteue das le volume d appoit V AP avat puisage, est représetée par la moyee arithmétique des températures Ai eregistrées pedat les deux derières heures de chauffe (sur les 8 heures de mise e chauffe «octure»). A = 1 Ai 5. DEERMINAION DE Ves 40 Le ballo est d abord rempli d eau froide e totalité. Puis, la résistace est mise sous tesio. La chauffe est autorisé pedat 8 heures. Au bout des 8 heures, la résistace est mise hors tesio et o procède à u puisage jusqu à ce que la température de l eau puisée atteige 40,0 C. Remarque : si ue détermiatio de Ves 40d doit être faite, alors le puisage est aussitôt arrêté par l électrovae. Ves 40 est calculé de la faço suivate : ( 15) pmc Ves 40 = V p avec pmc = ( c ) ( 40 15) ( ) pm 15 +15 ( ) La température moyee corrigée d eau puisée ( pmc ) itègre la variatio de la température de l eau froide pedat l essai par rapport à 15 C de référece. U volume Ves 40 est détermié pour ue température de cosige c prédéfiie associée. A EFm EFm page 5/10
6. DEERMINAION DE Ves 40d Si la gestio temporelle prévoit u foctioemet de la résistace avec relace diure, la mesurer de Ves 40d se fait selo le protocole suivat : La température de l eau froide EF est eregistrée pedat le puisage de la séquece précédete, jusqu à ce que la température de l eau puisée atteige 40 C. La température moyee EFm de cette phase sera calculée avec ces valeurs eregistrées. Lorsque la température de l eau puisée atteit 40 C, l électrovae se ferme et la résistace est mise sous tesio simultaémet, pour ue durée de 2 heures. Au bout des 2 heures, la résistace est mise hors tesio et o procède à u puisage jusqu à ce que la température de l eau puisée atteige EFm +25K. Le puisage est aussitôt arrêté par l électrovae. Ves 40d est calculé de la faço suivate : Ves 40d = V p ( 15) (( + 25) 15) EFm pm Cet essai est réalisé 3 fois. La température moyee EFm est calculée avec les valeurs eregistrées pedat le puisage effectif de la phase précédete. A la fi de la phase précédete, lorsque la température de l eau chaude puisée atteit EFm +25K, l électrovae se ferme et la résistace est mise sous tesio simultaémet, pour ue durée de 2 heures. Le volume Ves 40d reteu sera la moyee arithmétique des trois mesures. Ves 40d Ves = 40d 1+ Ves40d 2 + Ves40 3 d 3 7. DEERMINAION DE Ves 40 La quatité d eau chaude fourie à 40 C (Ves 40 ) déped du mode prédéfii de gestio temporel de la résistace. - Si la gestio temporelle autorise le foctioemet de la résistace uiquemet e période octure : Ves 40 = Ves 40 - Si la gestio temporelle autorise le foctioemet de la résistace e période octure et avec relace diure : Ves 40 = Ves 40 + Ves 40d page 6/10
8. RAPPOR D ESSAI Le rapport d essai doit coteir : 1/ Les caractéristiques du ballo (référece costructeur ballo, caractéristiques dimesioelles, caractéristiques et ature de l isolat thermique, volume total, volume chauffé par l appoit, référece résistace, puissace de la résistace, mode de gestio, ). 2/ Les différetes mesures et résultats obteus : Date de l essai Nom du fichier d acquisitio Régulatio (cf 3-f) Pr (W) amb ( C) c ( C) A ( C) Détermiatio de Ves 40 thermostat fouri ou régulateur extere V p (litre) EFm ( C) pm ( C) pmc ( C) Ves 40 (litres) Détermiatio de Ves 40d Phase 1 : 1 ère relace de 2 heures Phase 2 : 2 ème relace de 2 heures Phase 3 : 3 ème relace de 2 heures Détermiatio de Ves 40d moye Détermiatio de Ves 40 V p (litre) EFm ( C) pm ( C) Ves 40d 1 (litres) V p (litre) EFm ( C) pm ( C) Ves 40d 2 (litres) V p (litre) EFm ( C) pm ( C) Ves 40d 3 (litres) Ves 40d (litres) Ves 40 (litres) 3/ Les fichiers d acquisitio des mesures. 4/ La descriptio des coditios d essais (coordoées du laboratoire, méthode de régulatio utilisée (cf 3-f), référeces des matériels de mesure, uméro de série, certificats d étaloage, certificatios évetuelles.) page 7/10
9. SEQUENCES DE L ESSAI Séquece pour détermiatio de Ves 40 Séquece pour détermiatio de Ves 40d empérature c Phase 1 Phase 2 Phase 3 40 C EFm +25K EF Mesure de : EF P r 8h Commade : R C P C P C P C R = Remplissage C = Chauffe P = Puisage 2h A EF p 2h EF p 2h EF p 2h P p emps V p V p V p V p Séquece pour détermiatio de Ves 40 Séquece pour détermiatio de Ves 40d page 8/10
10. DESCRIPION DU BANC D ESSAIS p amb A c Electrovae Compteur d éergie Etrée eau froide EF Q Groupe de sécurité Le bac d essais est composé de : - U thermocouple pour la mesure de la température ambiate ( amb ). - U thermocouple pour la mesure de la température d eau froide ( EF ). - U thermocouple pour le cotrôle de l étaloage de la température de cosige du thermostat ( C ). - U thermocouple pour la mesure de la température d eau puisée ( p ). - U thermocouple pour la mesure de la température d eau ( A ), placé à l itérieur de la partie supérieure de la cuve ou sur la surface extere de la cuve - si métallique (voir figure1 - Aexe 1) - U compteur d eau volumétrique (Q) de classe C, émetteur d impulsios (0,1 ou 1 litre/impulsio), pour la mesure du volume d eau puisé (V p ). - U compteur d éergie électrique de classe 1. - Ue électrovae de commade de soutirage. - U système d acquisitio des doées. - U système de commade des différetes séqueces d essais agissat sur l électrovae et l alimetatio de la résistace électrique. page 9/10
ANNEXE 1 Figure 1 Positioemets possibles du thermocouple pour la mesure de la température A.. thermocouple thermocouple h 1/2 h thermocouple placé à l itérieur de la partie supérieure de la cuve thermocouple placé sur la surface extere d ue cuve métallique page 10/10