Le programme TRNSYS

Résumé du document

Le but de ce logiciel informatique est d'étudier les performances d'un système de chauffage d'eau chaude par capteur solaire pour une maison familiale au Colorado. On établira donc, en fonction des conditions météorologiques, l'énergie apportée par l'installation et les efficacités du système pour certaines périodes de l'année. On viendra ensuite modifier le programme pour l'adapter à la Belgique et simuler une année complète.

On simulera dans une première étape le fonctionnement de l'installation pendant une semaine, en mars 1994. Le programme (fichier deck) nous sortira, jour par jour, les valeurs suivantes : le temps écoulé (en heures), l'énergie solaire disponible (J/m²), l'énergie captée (J), l'énergie apportée par le tank (J), l'énergie à fournir en plus, les pertes et les températures dans le tank.

Remarque : On prendra la température de départ du tank à 15°C au lieu des 60°C de l'exemple. En effet, l'eau de distribution étant à une température proche de 10-15°C, on simulera ainsi mieux la réalité.

Extraits

[...] Tous les fichiers .DCK, .OUT et Excel se trouvent sur le CD-ROM. a. Fichier Deck de programmation ASSIGN EXMB08.LST 6 ASSIGN EXMB08.PLT 11 ASSIGN EXMB08.OUT 12 ASSIGN WINTER8.DAT 10 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * EXAMPLE 2-B * * SOLAR WATER PROBLEM FOR BOULDER FAMILY OF FOUR * * MARCH 1994 * * AOUT * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * SIMULATION WIDTH 72 UNIT 9 TYPE 9 CARD READER PARAMETERS UNIT 16 TYPE 16 SOLAR RADIATION PROCESSOR PARAMETERS - INPUTS UNIT 1 TYPE 1 COLLECTOR PARAMETERS - INPUTS UNIT 2 TYPE 2 PUMP CONTROLLER PARAMETERS INPUTS UNIT 3 TYPE 3 PUMP PARAMETERS INPUTS UNIT 6 TYPE 6 HEATER PARAMETERS INPUTS UNIT 14 TYPE 14 LOAD PARAMETERS UNIT 4 TYPE 4 TANK PARAMETERS - INPUTS DERIVATIVES UNIT 24 TYPE 24 INTEGRATOR PARAMETERS INPUTS UNIT 25 TYPE 25 PRINTER *PRINT RUNNING TOTALS OF INTEGRATION RESULTS EVERY 24 HOURS PARAMETERS INPUTS TOTSOL TOTQU TANKN TANKT DELTAU QENV QTANK TQREQ KJ KJ C C KJ KJ KJ KJ UNIT 26 TYPE 25 PRINTER PARAMETERS INPUTS T-BOT T-MID T-TOP T-COLL END b. [...]

[...] Ce qui est logique puisque si le capteur est plus grand, il capte plus d'énergie. Donc le tank fournira plus d'énergie et le complément assuré par l'appoint va diminuer la fraction solaire augmente. On peut tracer l'évolution de la fraction apportée par l'énergie solaire en fonction de la surface : En ajoutant une courbe de tendance correspondant au mieux à la courbe (à 98 on peut obtenir l'équation suivante : Fr Sol = 0,0001*Sfce³- 0,0067*Sfce²+0,1274*Sfce+0,1396. On aura ainsi la valeur de la fraction solaire pour n'importe quelle surface. [...]

[...] On aura un programme par mois qui nous sortira les résultats précédents jours par jours. On simulera donc tous les jours de l'année afin d'en ressortir les efficacités. Afin de comparer les différents mois, on fera la moyenne journalière des efficacités et de la fraction solaire. On obtient alors les résultats suivants : On le voit, la fraction solaire monte jusqu'à pendant les mois d'été, ce qui veut dire que l'appoint n'aura plus que de l'énergie totale à fournir pour chauffer l'eau. [...]

[...] On viendra ensuite modifier le programme pour l'adapter à la Belgique et simuler une année complète. Description de l'installation Comme le montre le schéma suivant, l'installation comprend un capteur (collector), une cuve de stockage (tank), une pompe de circulation et un chauffage d'appoint (auxiliary). Simulation de l'exemple 2A Dans cet exemple, on simulera le fonctionnement de l'installation pendant une semaine, en mars 1994. Le programme (fichier deck) nous sortira, jour par jour, les valeurs suivantes : le temps écoulé (en heures), l'énergie solaire disponible l'énergie captée l'énergie apportée par le tank l'énergie à fournir en plus, les pertes et les températures dans le tank. [...]

[...] On introduira ces changements dans le fichier Deck et on obtiendra alors les résultats suivants : On le voit, la fraction solaire, l'efficacité du capteur et donc l'efficacité globale augmentent légèrement. On peut même, grâce au fichier PLT, tracer l'évolution des températures dans le tank : Les températures dans le tank démarrent bien à 15°C et varient dans le temps entre 15 et 60°C. Pour la suite des exercices, on gardera cette modification des températures. Adaptation du deck pour la Belgique N'arrivant pas à des résultats cohérents, j'ai repris les fichiers Deck de l'autre groupe pour pouvoir continuer. [...]