Transfert thermique global

On calcul un coefficient de transfert thermique global U (W/(m²/K) -(Anciennement K) – lorsque le flux de chaleur traverse différentes couches avec des transferts par convection et des transferts par conduction. C’est typiquement le cas d’un mur isolé où le flux de chaleur traverse :

  1. Une couche entre l’air intérieur et la surface du mur intérieur (transfert thermique par convection)
  2. plusieurs couches isolantes ou structurelles (transfert thermique par conduction)
  3. Une couche entre la surface extérieure du mur et l’air extérieur (transfert thermique par convection)

1 – Puissance échangée

La puissance échangée par une surface multi-couche est définit par la relation suivante :

P = U . S . \Delta T = \frac{\Delta Q}{\Delta t}

Avec :

  • P  = Puissance échangée en (W).
  • ΔQ = Quantité de chaleur échangé Q (J).
  • Δt = Durée de l’échange (s).
  • U = Coefficient de transfert global (W/m².K).
  • S = Surface d’échange (m²)
  • ΔT = Différence de température (°C ou K) (= T1 – T6 dans l’exemple).

2 – Calcul du coefficient de transfert thermique global

Le coefficient de transfert global U est définit par la relation :

\frac{1}{U} = \frac{1}{h1}+\frac{e1}{\lambda1}+\frac{e2}{\lambda2}+\frac{e3}{\lambda3}+\frac{1}{h2}

Soit :

U = \frac{1}{\frac{1}{h1}+\frac{e1}{\lambda1}+\frac{e2}{\lambda2}+\frac{e3}{\lambda3}+\frac{1}{h2}}

Avec :

  • U = Coefficient de transfert global (W/(m².K)).
  • h1 / h2 = Coefficient de convection (W/(m².K))
  • e1 / e2 / e3 = épaisseurs des différentes couches (m)
  • λ1 / λ2 / λ3 = Coefficients de conductivité thermique des différentes couches (W/m.K)

3 – Note :

\frac{1}{U} = R

 R est « la résistance thermique » ((m².K)/W). Plus R est grand et plus l’isolation thermique est grande. On rencontre souvent cette valeur pour  caractériser les isolants thermiques. Cependant , les nouvelles réglementions, comme la RT2012, utilise plutôt le λ.
Pour un isolant, R = \frac{e}{\lambda}

 

4 – Selection de livres sur le sujet :

 

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5 – Des Questions ?

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