CHING, Chapitre 11 : SYSTÈMES MÉCANIQUES ET ÉLECTRIQUES Flashcards
Le confort des occupants d’un bâtiment est assuré par quels systèmes mécaniques ? (2 items)
Le confort des occupants d’un bâtiment est assuré par :
1. Les systèmes de chauffage ;
2. Les systèmes de ventilation et de conditionnement de l’air (systèmes de CVCA).
L’alimentation en eau potable satisfait a quels types de besoins ? (2 items)
L’alimentation en eau potable satisfait leurs besoins en matière de :
1. consommation d’eau potable ;
2. hygiène personnelles.
Quelles sont les usages des système intégré d’évacuation des eaux usées et des matières organiques ? (2 items)
L’aménagement d’un système intégré d’évacuation des eaux usées et des matières organiques contribue au :
1. Maintien de la salubrité d’un bâtiment ;
2. Maintien de la salubrité du milieu.
Les systèmes électriques d’un bâtiment remplissent quelles fonctions ?
Les systèmes électriques assurent :
1. l’éclairage ;
2. le chauffage du bâtiment ;
3. l’alimentation des appareils.
Quels éléments doivent être en équilibre pour assurer un confort thermique ? (2 items)
Le corps humain et son environnement doivent être en équilibre thermique.
Quels sont les quatres (4) types de transfert de la chaleur ?
- Conduction ;
- Convection
- Rayonnement ;
- Évaporation.
Qu’est-ce que le principe de transmission de chaleur par conduction ?
La conduction est le transfert de chaleur, des particules plus chaudes aux particules plus froides d’un milieu ou de deux corps en contact direct, qui se produit sans mouvement perceptible des particules elles-mêmes.
Qu’est-ce que le principe de transmission de chaleur par convection ?
La convection est le transfert de chaleur résultant de la circulation des parties chauffées d’un liquide ou d’un gaz sous l’effet d’une variation de sa masse volumique ou de la gravité. Autrement dit, le corps cède de la chaleur à l’air ambiant plus froid.
Qu’est-ce que le principe de transmission de chaleur par rayonnement ?
Le rayonnement désigne l’émission, sous forme d’ondes électromagnétiques, d’énergie thermique de la part d’un corps chaud, sa transmission dans un milieu et son absorption par les corps plus froids qui s’y trouvent.
Qu’est-ce que le principe de transmission de chaleur par évaporation ?
Il y a évaporation lorsque l’humidité d’un corps se transforme en vapeur sous l’action de la chaleur. La perte de chaleur par évaporation augmente avec la circulation de l’air.
Quels sont les huit (8) facteurs qui influent sur le confort humain ?
- La température ;
- L’humidité relative de l’air ;
- La température moyenne radiante ;
- La circulation de l’air ;
- La qualité de l’air ;
- Les bruits ;
- Les vibrations ;
- L’éclairage.
Quels sont les quatres (4) facteurs de confort déterminants en matière de confort thermique ?
- La température ;
- L’humidité relative de l’air ;
- La température moyenne radiante ;
- La circulation de l’air ;
Quels sont les facteurs subjectifs ayant un impact sur le confort termique ? (5 items)
Le degré de confort résulte d’une appréciation subjective des quatre facteurs principaux (température, humidité relative de l’air, température moyenne radiante, circulation de l’air) qui dépendent :
1. Les traits dominants et saisonniers du climat ;
2. L’âge ;
3. La santé ;
4. L’habillement ;
5. Les activités en cours.
Qu’est-ce que l’humidité relative ?
L’humidité relative (HR) est le rapport, exprimé en pourcentage, entre la quantité de vapeur d’eau présente dans l’air et la quantité maximale de vapeur d’eau que l’air peut contenir à la même température.
Qu’est-ce qu’un psychromètre ?
Un psychromètre est un appareil de mesure de l’humidité atmosphérique.
Quelle est l’utilité d’un diagramme psychométique ?
Les ingénieurs en mécanique se servent des diagrammes psychrométriques pour déterminer la quantité de chaleur que doit apporter ou évacuer un système de CVCA pour assurer le confort thermique des occupants d’un bâtiment.
Qu’est-ce que le point de rosée ?
Le point de rosée est la température à laquelle l’air devient saturé de vapeur d’eau.
Qu’est-ce que la température effective ?
La température effective représente l’effet combiné de la température ambiante, de l’humidité relative et de la circulation de l’air sur la sensation de chaleur ou de froid qu’éprouve le corps humain.
Qu’est-ce que le réchauffement adiabatique ?
Le réchauffement adiabatique désigne l’élévation de température se produisant sans gain ni évacuation de chaleur, comme lorsque l’excès de vapeur d’eau dans l’air se condense et que la chaleur latente de vaporisation de la vapeur d’eau se transforme en chaleur sensible dans l’air.
Qu’est-ce que la température moyenne radiante (TMR) ?
La température moyenne radiante (TMR) est la somme des températures des murs, du plancher et du plafond d’une pièce, pondérées selon l’angle solide sous-tendu par chacun de ces éléments au point de mesure.
Quels sont les éléments conceptuelles ayant un impact sur la déperdition et l’apport de chaleur selon les saison ?
- L’emplacement du bâtiment ;
- L’orientation du bâtiment ;
- La morphologie d’un bâtiment ;
doivent réduire au minimum tant la déperdition de chaleur vers l’extérieur par temps froid que l’apport de chaleur vers l’intérieur par temps chaud.
Comment utilise-t-on les systèmes CVAC pour augmenter le confort dans les bâtiments en terme d’humidité relative, de température et d’air frais ? (3 items)
- Humidité relative : On contrôle l’humidité relative de l’air en y introduisant de la vapeur d’eau au moyen d’humidificateurs ou en en évacuant par ventilation ;
- Température : On élève la température moyenne radiante des surfaces d’une pièce à l’aide de panneaux de chauffage radiant, tandis qu’on l’abaisse par refroidissement radiant ;
- Air frais : On contrôle la circulation de l’air par ventilation naturelle ou mécanique.
Quel est la différance entre une fournaise une chaudière et un radiateur électrique ?
- Les unités de production de chauffage (fournaise) chauffent l’air ;
- Les chaudières chauffent de l’eau ou produisent de la vapeur ;
- Les radiateurs électriques convertissent l’énergie électrique en chaleur par l’intermédiaire d’une résistance.
Quels sont les trois (3) combustibles fossiles les plus commun dans la production d’énergie pour les systèmes de chauffage et de refroidissement ?
- Gax ;
- Mazout ;
- Charbon.
Quels sont les avantages et inconvénients du gaz, du mazout et dun charbon ?
- Le gaz naturel brûle sans laisser de résidus et ne nécessite ni stockage ni livraison, sauf par gazoduc. Le gaz propane brûle également sans laisser de résidus, en revanche, il coûte légèrement plus cher que le gaz naturel ;
- Le mazout est un autre combustible efficace, mais il doit être livré par camion et stocké dans des réservoirs situés près du lieu d’utilisation ;
- Le charbon est rarement utilisé pour le chauffage des nouveaux immeubles résidentiels ;
L’énergie produite à partir de sources traditionnelles, certaines émettant des gaz à effet de serre au moment de leur combustion
Quels sont les avantages et inconvénients des systèmes de chauffage électriques ? (6 items)
L’électricité est une source d’énergie propre qui ne requiert pas de combustion ni d’entreposage sur le lieu d’utilisation. Le système électrique est compact, puisque la distribution se fait au moyen de câbles de faible diamètre et que les appareils de chauffage sont relativement petits et silencieux.
Qu’est-ce qu’un système de géothermie ?
Il existe aussi des systèmes qui utilisent la température relativement constante que l’on retrouve sous le sol. Des conduits sont creusés profondément dans le sol (plusieurs dizaines de mètres), transportant un liquide qui transmet à l’air du bâtiment la chaleur ou la fraîcheur du sol, selon la région et la saison.
Qu’est-ce qu’un système à l’énergie solaire ?
On utilise l’énergie solaire pour le chauffage passif, l’éclairage naturel, le réchauffement de l’eau et la production d’électricité provenant d’un système photovoltaïque (piles solaires). La technologie actuelle ne fournit qu’un faible rendement de conversion, mais on pourrait concevoir des systèmes qui produisent suffisamment d’électricité pour être autonomes, et même vendre de l’énergie aux réseaux de distribution publics.
Qu’est-ce qu’un système à l’énergie éolienne ?
On produit l’énergie éolienne en convertissant, au moyen de turbines, l’énergie cinétique de l’air en mouvement en énergie mécanique, qu’une génératrice transforme ensuite en électricité. On emploie de petites éoliennes pour le pompage de l’eau (on les appelle alors aérogénérateurs) et l’alimentation en énergie des habitations et des antennes paraboliques de télécommunication.
Quels sont les avantages et inconvénients de l’utilisation de l’énergie éolienne ? (4 items)
Les sites les plus appropriés à l’installation d’un parc d’éoliennes se trouvent souvent en région éloignée, donc loin d’où on a besoin d’électricité. D’autres inconvénients liés à ce type d’énergie sont la dégradation des paysages, le bruit et les risques pour les oiseaux.
Qu’est-ce qu’un système d’énergie tirée de la biomasse ?
La biomasse, c’est-à-dire la matière organique composant les végétaux, peut servir à produire de l’électricité, des carburants pour les transports et des produits chimiques.
Donner quelques exemples de produits et sous-produits utilisés pour les systèmes de biomasse ? (5 items)
- Les cultures céréalières, tels le maïs qui donne de l’éthanol et les fèves de soja transformées en biodiésel ;
- Les graminées et les plantes ligneuses ;
- Les résidus forestiers et agricoles ;
- La composante organique des déchets municipaux et industriels ;
- Le bois récolté de manière appropriée.
Dans les systèmes de biamasse, comparer le bois récolté et les granules fabriqués avec des sous-produits ?
Le bois récolté de manière appropriée est un exemple de biomasse naturelle et renouvelable, mais sa combustion crée de la pollution et nuit à la qualité de l’air à l’intérieur du bâtiment.
Les granules fabriqués avec des sous-produits du bois brûlent sans laisser de résidus et constituent donc un produit de remplacement.
Vrai ou faux. Les systèmes de biomasses peuvent être néfaste pour l’environnement.
VRAI. La transformation de la biomasse en combustible peut être négative si le processus requiert plus d’énergie que ce qu’on en retire. De plus, l’exploitation à grande échelle de céréales telles que le maïs compromet l’approvisionnement alimentaire des humains et des animaux.
Qu’est-ce qu’un système d’énergie à l’hydrogène ?
L’hydrogène est l’élément le plus abondant sur la Terre. On le trouve dans plusieurs composés organiques et dans l’eau. Il peut servir de combustible ou être combiné avec de l’oxygène par un procédé électrochimique, au moyen de piles à combustible, pour produire de l’électricité et de la chaleur, en émettant uniquement de la vapeur d’eau.
Qu’est-ce qu’un système à l’énergie hydrolienne ?
Système produisant de l’énergie en installant des turbines qui sont actionnées par les marées ou le courant d’un cours d’eau.
Qu’est-ce qu’un système d’énergie hyroélectrique ?
On crée de l’hydroélectricité, et on en régule la production, en construisant des barrages sur des cours d’eau. Lorsqu’on libère, à haute pression, l’eau stockée derrière un barrage, son énergie cinétique se transforme en énergie mécanique, que des turbines à pales convertissent en électricité.
Quels sont les avantages (2 items) et inconvénients (7 items) d’un système hydroélectrique ?
Avantages :
1. Régule les cours d’eau ;
2. Offre des attraits récréatifs grâce aux réservoirs créés par la construction des barrages.
Inconvénients :
1. Dépend des précipitations ;
2. Risque d’être perturbé durant des épisodes de sécheresse.
3. Installations coûteuses ;
4. Perte de terres agricoles ;
5. Perturbation de la migration de poissons ;
6. Risques pour les habitats riverains ;
7. Risques pour les sites historiques.
Qu’est-ce qu’un système à l’énergie marine de conversion de l’énergie thermique des mers (ou conversion ETM) ?
On appelle conversion de l’énergie thermique des mers (ou conversion ETM) le processus par lequel on produit de l’électricité au moyen de l’énergie thermique emmagasinée dans les océans. Dans la conversion ETM, on utilise ces différences de température pour faire fonctionner un moteur thermique : on pompe de l’eau chaude de la surface de la mer et on la fait circuler dans un échangeur de chaleur où on vaporise un liquide à faible point d’ébullition, comme l’ammoniaque liquide.
Quels sont les inconvénients d’un système de conversion de l’énergie thermique des mers (ou conversion ETM) ? (3 items)
- Rendement de la conversion ETM très faible ;
- Necessité de construire de vastes centrales et déplacer d’énormes quantités d’eau
- Travail en pleine mer (eaux profondes, risque de tempête et de corrosion)
Qu’est-ce qu’un système à l’énergie marémotrice ?
La production de l’énergie marémotrice ressemble à celle de l’hydroélectricité. Elle met à profit le mouvement des marées pour remplir des réservoirs dont l’eau s’échappe ensuite pour circuler dans des turbines produisant de l’électricité. L’utilisation de l’énergie marémotrice requiert des marées importantes et des conditions particulières sur les côtes. Le Canada est exceptionnellement riche en énergie provenant des vagues et des courants marins en raison de l’immensité de son littoral et de son accès à trois océans.
Quels sont les inconvénients d’un système à l’énergie marémotrices ? (4 items)
- Marque les paysages ;
- Modifie le fux des sédiments sur le fond océanique ;
- Perturbe la migration des espèces marines ;
- Perturbe la pêche.
Quels éléments doivent être calculé afin de déterminer la taille des équipements de chauffage et de refroidissement nécessaires dans un bâtiment ? (7 items)
- La déperdition de chaleur par temps froid ;
- L’apport de chaleur par temps chaud ;
- La différence entre la température de l’air intérieur désirée et la température de calcul extérieure ;
- La plage de températures quotidiennes ;
- L’orientation par rapport au soleil ;
- La résistance thermique des murs, des fenêtres et du toit ;
- L’usage des espaces habités.
Nommer quelques moyens d’économie d’énergie. (4 items)
- L’augmentation de l’isolation thermique ;
- L’utilisation de masses thermiques ;
- Le choix judicieux des systèmes de CVCA, du chauffe-eau, des appareils électroménagers et des systèmes d’éclairage ;
- L’utilisation de systèmes d’autorégulation de la température ambiante et de l’éclairage.
Qu’est-ce que la charge de chauffage ?
La charge de chauffage désigne la perte horaire nette de chaleur dans une pièce fermée. Elle s’exprime en Btu par heure (watt) — 1 Btu/h = 0,293 W — et détermine le choix d’un appareil ou d’un système de chauffage appropriés.
Qu’est-ce qu’un British Thermal Unit (Btu) ?
Le British Thermal Unit (Btu) est la quantité de chaleur requise pour élever de 1 °F la température de 1 lb (0,4 kg) d’eau.
Qu’est-ce qu’un degré-jour ?
Le degré-jour est l’unité qui représente une différence de 1° entre la température extérieure quotidienne moyenne et une température standard donnée.
Quel est l’utilité du degré-jour ? (3 items)
On s’en sert pour déterminer :
1. la charge de chauffage et la charge de refroidissement ;
2. la taille des systèmes de CVCA ;
3. la consommation annuelle de combustible.
Qu’est-ce qu’un degré-jour de chauffage ?
Le degré-jour de chauffage correspond à 1 degré-jour sous la température standard de 65 °F (18,3 °C) et sert au calcul de la consommation d’énergie d’un système de chauffage.
Quelles sont les principales causes de déperdition de chaleur par temps froid d’un bâtiment ? (2 items)
Les principales causes de déperdition de chaleur par temps froid sont:
1. La convection, le rayonnement et la conduction de la chaleur à travers les murs, les fenêtres et le toit vers l’extérieur et à travers les planchers au-dessus des espaces inhabités ;
2. L’infiltration d’air par les fissures dans la construction extérieure, surtout autour des fenêtres et des portes.
Quelles sont les principales sources d’apport de chaleur par temps chaud d’un bâtiment ? (6 items)
Les principales sources d’apport de chaleur par temps chaud sont les suivantes:
1. La convection, le rayonnement et la conduc- tion à travers les murs, les fenêtres et le toit lorsque la température extérieure est élevée; ils varient selon l’heure, l’orientation solaire des éléments constitutifs du bâtiment et l’amortissement thermique ;
2. Le rayonnement solaire sur le vitrage (varie selon l’orientation par rapport au soleil et l’opacité des sources d’ombre utilisées) ;
3. Les occupants du bâtiment et leurs activités ;
4. Les appareils d’éclairage et autres appareils qui produisent de la chaleur ;
5. La ventilation nécessaire dans certains espaces pour en éliminer les odeurs et les agents polluants ;
6. La chaleur latente, qui exige de l’énergie pour que se condense l’humidité dans l’air chaud afin que l’humidité relative d’un espace ne soit pas trop élevée.
Qu’est-ce qu’un plénum ?
Le plénum étendu est un système de chauffage de périmètre dans lequel un collecteur transporte l’air chaud jusqu’à plusieurs conduits secondaires, chacun desservant une grille de ventilation.
Qu’est-ce que qu’un système de chauffage à air pulsé ?
Le chauffage à air pulsé est un système dans lequel l’air est chauffé dans une unité de chauffage au gaz, au mazout ou électrique pour être distribué, au moyen d’un ventilateur, à travers un système de conduits jusqu’à des registres ou des diffuseurs dans les espaces habités. C’est le système le plus souple et le plus répandu pour le chauffage des maisons et des petits immeubles.
Quelles sont les principales composantes d’un système de chauffage à air pulsé ?
- Les appareils de filtrage ;
- Les humidificateurs et déshumidificateurs ;
- Le refroidissement peut être effectué par un groupe com- presseur-condenseur extérieur qui alimente en fluide frigo- rigène froid les serpentins évaporateurs dans le système de conduits d’alimentation ;
- Le bonnet ou plénum : chambre située sur le dessus de l’unité de chauffage et raccordée à des gaines de tôle ou de fibre de verre qui conduisent l’air chauffé ou refroidi aux espaces habités du bâtiment.
Qu’est-ce que qu’un système de chauffage à eau chaude ?
Dans un bâtiment équipé d’un système de chauffage à eau chaude, l’eau est chauffée dans une chaudière et envoyée par une pompe dans des conduits jusqu’à des radiateurs ou à des convecteurs.
Qu’est-ce qu’une chaudière ?
Une chaudière est un réservoir ou un ensemble de réservoirs et de tubes dans lesquels est chauffée l’eau pour produire de la vapeur. La chaleur nécessaire étant générée par la combustion de gaz ou de mazout ou par un courant électrique circulant dans des résistances ou serpentins électriques.
Quelle est la différance entre un système de chauffage à eau chaude à un conduit et un système de chauffage à eau chaude à deux conduits ?
Système de chauffage à eau chaude à un conduit : un seul conduit transporte l’eau chaude de la chaudière jusqu’à chacun des radiateurs ou des convecteurs successivement.
Système de chauffage à eau chaude à deux conduits : un conduit transporte l’eau chaude de la chaudière jusqu’aux radiateurs ou aux convecteurs et un deuxième conduit ramène l’eau à la chaudière.
Quelle est la différance entre un système de chauffage à eau chaude à deux conduits à retour direct et un système de chauffage à eau chaude à deux conduits à retour inverse ?
Système de chauffage à eau chaude à deux conduits et à retour direct : le conduit de retour de chaque radiateur ou convecteur revient à la chaudière par le chemin le plus court.
Système de chauffage à eau chaude à deux conduits et à retour inverse : les conduits d’alimentation et de retour de chaque radiateur ou convecteur sont pratiquement de même longueur.
Quel est le fonctionnement d’un radiateur ?
Le radiateur comporte une série ou un serpentin de conduits où passent l’eau chaude ou la vapeur. Les conduits chauffés transfèrent leur chaleur surtout par rayonnement.
Quel est le fonctionnement d’un convecteur ?
Le convecteur est un appareil de chauffage dans lequel l’air chauffé par contact avec un radiateur ou un tuyau à ailettes circule par convection.
Quel est le fonctionnement d’un système de chauffage électrique ?
Le chauffage électrique est en fait un chauffage par résistance électrique. La résistance est la propriété qu’a un conducteur de s’opposer au passage d’un courant, et c’est en raison de cette résistance que l’énergie électrique se convertit en chaleur.
Quels sont les avantages (2 items) et inconvénients (1 items) des systèmes de chauffage électrique ?
Avantages :
1. Compacts ;
2. Polyvalents.
Inconvénients :
1. Ne permettent pas de faire varier l’humidité et la qualité de l’air.
Quels sont les caractéristiques de la chaleur radiante ou rayonnée ? (4 items)
- se propage en ligne droite ;
- ne tourne pas dans les angles et est donc obstruée par les objets, tels les meubles, présents dans une pièce ;
- ne contrecarre pas les courants froids descendant le long des surfaces vitrées extérieures ;
- n’est pas modifiée par la circulation de l’air.
Quel est le fonctionnement d’un système de chauffage rayonnant à liquide ?
Le système de chauffage rayonnant à liquide fait circuler l’eau chaude dans des conduits en métal ou en plastique qui sont noyés dans une dalle de béton servant de masse thermique ou fixés à la sous-face du revêtement de sol par des plaques chauffantes conductrices.
Quel est le fonctionnement d’un système d’énergie solaire actif ?
Un système d’énergie solaire actif absorbe, transfère et stocke l’énergie issue du rayonnement solaire pour chauffer ou refroidir un bâtiment.
Quelles sont les composantes d’un système d’énergie solaire actif ? (3 items)
Un système d’énergie solaire actif est généralement constitué :
1. de panneaux solaires ;
2. d’un système assurant la circulation et la distribution du fluide de transfert de chaleur ;
3. d’un échangeur de chaleur et d’un dispositif de
stockage.