corrigé Épreuve E2 - BAC PRO TMSEC - métropole juin 2014

Baccalauréat Professionnel TMSEC 2014 Page 1 sur 14. Document réponse : DR 5b. Question b) : Compléter le tableau des caractéristiques de l'air des deux ...

un extrait du document



Présentation générale
Page 2/12SG1Schéma de principe production ECS solaire
Page 3/12SG2Schéma de principe production thermique fioul
Page 4/12SG3Schéma de principe C.T.A. Salle de Spectacles avec système de récupération
Page 5/12Dossier sujetDossier ressourcesDossier réponsesNote / 80Note
/ 20Temps conseilléQuestion n° 11°/ Energie renouvelable
Page 6/12DR 1a et 1b
Pages 2/17 et 3/17/ 10/ 2,530 minQuestion n° 22°/ Production thermique
Page 7/12 DR 2a et 2b
Pages 4/17 et 5/17/ 08/ 0220 minQuestion n° 33°/ Traitement de l’air
Page 8/12 Annexe 1
Page 2/10DR 3a, 3b et 3c
Pages 6/17 à 8/17/ 16/ 0445 minQuestion n° 44°/ Hydraulique
Page 9/12Annexes 2.1 et 2.2
Pages 3/10 et 4/10DR 4a, 4b, 4c
Pages 9/17 à 11/17/ 14/ 3,545 minQuestion n° 55°/ Electricité
Page 10/12Annexes 3.1, 3.2 et 3.3
Pages 5/10 à 7/10DR 5a et 5b
Pages 12/17 et 13/17/ 12/ 0340 minQuestion n° 66°/ Régulation
Page 11/12Annexes 4.1 et 4.2
Pages 8/10 et 9/10DR 6a, 6b et 6c
Pages 14/17 à 16/17/ 12/ 0340 minQuestion n° 77°/ Protection Environnement
Page 12/12Annexe 5
Page 10/10DR 7
Pages 12/13 et 17/17/ 08/ 0220 minTotal :/ 80/ 20










DOSSIER CORRIGÉ














FORMULAIRE RÉCAPITULATIF DE NOTATION

NOTES1° ANALYSE DE L’INSTALLATION/ 30 ptsa)/10 ptsb)/8 ptsc)/7 ptsd)/5 pts2° ÉNERGIES RENOUVELABLES/ 20 ptsa)/6 ptsb)/6 ptsc)/4 ptsd)/4 pts3° EXPANSION/ 30 ptsa)/6 ptsb)/10 ptsc)/7 ptsd)/7 pts4° GESTE ÉCOLOGIQUE/ 20 ptsa)/7 ptsb)/6 ptsc)/4 ptsd)/3 pts5° TRAITEMENT DE L’AIR/ 35 ptsa)/5 ptsb)/12 ptsc)/8 ptsd)/10 pts6° PRODUCTION FRIGORIFIQUE/ 35 ptsa)/6 ptsb)/8 ptsc)/7 ptsd)/8 ptse)/6 pts7° THERMIQUE/ 30 ptsa)/8 ptsb)/9 ptsc)/6 ptsd)/7 ptsTOTAL/200 pts
1° ANALYSE DE L’INSTALLATION

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Document réponse : DR 1


Question a)
Dans le tableau ci-dessous, identifier et donner la fonction des éléments repérés de 1 à 5 sur le schéma de principe SG1.
Note : …./10
N°NOMFONCTION1
Vase d’expansion
Permet de compenser la dilatation de l’eau dans l’installation.2
Pompe
Permet de faire circuler l’eau et vaincre les pertes de charges de l’installation.3
Bouteille d’injection
Permet de réaliser l’introduction dans l’installation de produit de rinçage et de glycol.4
Bouteille de découplage hydraulique
Permet de réaliser un découplage hydraulique de la pression.5
Filtre
Permet de capter les impuretés en suspension dans l’eau.

Question b)
Calculer la température d’eau froide sortie « TSE » échangeur en °C pour une température d’eau d’entrée « TEE » de16°C.
Note : …./8
Qm=Á . Qv donc Qm= 1000 x ((4800)/1000) = 4800 Kg/ h =1,33 Kg/s
(delta Téta) = TSE -TEE
P= Qm . c . (delta Téta) d où (delta Téta)= TSE -TEE = P / (Qm . c )
Donc : TSE = P / (Qm . c ) + TEE = 39 / (1,33 . 4,185) + 16
TSE = 23 °C


Question c)
À l aide des relevés effectués, il vous est demandé de calculer la puissance de l’échangeur en kW et de conclure sur l’anomalie constatée.
Note : …./7
P= Qm . c . (delta Téta)
P= 1,33 . 4,185 . (21,4 -16) = 30,05 kW
Conclusion : L’échangeur est pris en Tartre, il faut donc réaliser une campagne de détartrage de celui-ci.

Question d)
À l’aide du schéma ci-dessous et des documents ressources, il vous est demandé de lister l’ordre chronologique de détartrage du primaire de l’échangeur à plaques.
Note : …./5
- Fermer les vannes V1 et V2,
- Connecter le machine détartrante aux vannes V1’ et V2’,
- Remplir la machine de produits détartrants,
- Ouvrir les vannes V1’ et V2’,
- Mettre en fonctionnement la pompe pour le détartrage de l’échangeur,
- Vider le bac des produits détartrants,
- Répéter l’opération avec un produit neutralisant pour rincer l’échangeur,
- Fermer les vannes V1’ et V2’,
- Déconnecter le machine détartrante des vannes V1’ et V2’,
- Ouvrir les vannes V1 et V2,

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2° ÉNERGIES RENOUVELABLES

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Document réponse : DR 2


Question a)
Dans le tableau ci-dessous, identifier et donner la fonction des éléments repérés de 1 à 6 sur le schéma de principe SG2.
Note : …./6
N°NOMFONCTION1
Ventilateur
Permet la circulation de l’air et de vaincre les pertes de charge du circuit.2
Évaporateur
Permet l’échange de calories entre l’air et le FF qui sortira à l’état vapeur.3
Compresseur
Permet de comprimer de la BP à la HP, aspirer et refouler un FF.4
Condenseur
Permet l’échange de calories entre l’eau et le FF qui sortira à l’état liquide.5
Détendeur
Permet de faire chuter la pression de la HP à la BP et d’alimenter correctement l’évaporateur en fluide frigorigène.6
Résistance électrique
Permet la réalisation de l’appoint.

Question b)
Expliquer le fonctionnement du ballon thermodynamique.
Note : …./6
Le condenseur de la PAC cède ses calories à l’eau pour la chauffer. L’évaporateur récupère les calories de l’air ambiant ou extérieur par échange thermique. ……………………………………………………………………………………………………
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Question c)
À l’aide de la fiche technique du R134a, il vous est demandé d’expliquer pourquoi ce fluide frigorigène est dit : « écologique ».
Note : …./4
Il est dit écologique car il possède un indice ODP = O.
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Question d)
À l’aide des fiches techniques constructeur faire le choix technologique d’une solution permettant d’avoir un meilleur COP.
Note : …./4
Pour avoir un meilleur Coefficient de Performance il est préférable de coupler le réseau d’une centrale double flux au ballon. Ainsi celui-ci aura toujours une température à l’entrée de l’évaporateur qui sera constant (égale à la température de reprise) et supérieur à la température d’évaporation du Fluide Frigorigène. ……………………………………………………………………………………………………
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3° EXPANSION

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Document réponse : DR 3


Question a) Quelles sont les fonctions du vase d’expansion ?
Note : …./6
1) Le vase permet d’absorber le volume de dilatation de l’eau. ……………………………………………………………………………………………………
2) Le vase permet de maintenir la pression dans tout le réseau. .………………………………………………………………………………………………..…


Question b) Calculer le vase d’expansion à installer.
Note : …./10

Prendre 470 litres
% augmentation de volume 0.75%
Volume d’expansion (470x0.75)/100 = 3.52 l
Effet utile ((3+1)-(0.5+1))/(3+1) = 0.625
par le calcul vase de (3.52)/0.625 = 5.63 litres

Question c) Sélectionner le vase d’expansion à installer.
Note : …./7
Vase FLEXCON 8 code 26085

Question d) Mettre dans l’ordre les phases de remplacement.
Note : …./7

N°Phase4Vérification du gonflage5Mise en eau de l’installation1Vidange de l’installation3Montage du vase neuf6Purge de l’installation7Mise à la pression de service du réseau 2Démontage du vase défectueux
4° GESTE ÉCOLOGIQUE

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Document réponse : DR 4


Question a) À quoi peut servir l’eau de pluie récupérée ?
Note : …./7

N°UTILISATION POSSIBLE1
L’alimentation de sanitaire, lave-linge,
2
L’arrosage des jardins, terrains agricoles,
3
Le nettoyage des voitures,
4
Le remplissage de bassins, piscine,
5
L’alimentation du bétail,

6

L’usage alimentaire après traitement, selon les pays,

7
Le lavage d’exploitations agricoles, centres techniques.

Question b) Donner le cumul annuel par m² de toiture.
Note : …./6
758 mm par m²/an soit 0.758 m³ par m² et par an soit 758 l par m² et par an
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Question c) Donner le cumul d’eau total pour toute la toiture en m³/an et en litres/an.
Note : …./4
La toiture fait 650 m² donc x .758 = 492,7 m³
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Question d) Si les cuves sont posées début juin quand peut-on espérer les voir remplies ?
Note : …./3
Volume d’une cuve : 10,4x8,88x1,55= 143,14 m³.
Volume pour 3 cuves : 3 x 143,14= 429,4 m³ donc remplissage complet courant décembre. 5°/ TRAITEMENT DE L’AIR

Document réponse : DR 5a

Question a) : Tracer sur le diagramme de l’air humide l’évolution de l’air à travers la batterie chaude. Faire apparaître les deux points (entrée, soufflage) et le sens de l’évolution. Note : …./5

Document réponse : DR 5b

Question b) : Compléter le tableau des caractéristiques de l’air des deux points de la batterie chaude.
Caractéristiques( sèchehHrrV’Unités°CkJ/kgas%geau/kgasm3/kgasPoint « e »
Entrée batterie chaude1630505,70,826Point « s »
Soufflage29.543,5235,70,865 Note : …./12

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Question c) : Déterminer le débit massique qmas à l’entrée de la batterie en [kg/s]. Note : …./8
qmas = qv / v’ = (1500/3600) / 0,826 = 0,504 kg/s ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Question d) : Déterminer la puissance de la batterie chaude PBC en [kW]. Note : …./10
PBC = qmas x ”h = 0,504 x ( 43,5-30 ) = 6,8 kW & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &

6°/ PRODUCTION FRIGORIFIQUE

Document réponse : DR 6a

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Question a) : Déterminer les températures de condensation (K et d’évaporation (0.

Température de Condensation :Température d’évaporation :Calcul : (K = (sc + 5 °C = 35 +5 Calcul : (0 = (sé - 5 °C = 11 - 5 °C (k = 40 °C(0 = 6 °C  Note : …./6

Question c) : Déterminer le débit massique qmff en [kg/s] de la pompe à chaleur, à l’aide du tableau page x et du formulaire. Note : …./7
qmff = (K / (hec – hsc) = 34,5 / ( 466,27 - 256,89 ) = 0,165 Kg/s ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Question d) : Déterminer la puissance du compresseur Pcp en [kW], à l’aide du tableau page 11/13 et du formulaire. Note : …./8
Pcp = qmff x (hscp - hecp) = 0,165 x ( 472,39 - 435,82 ) = 6,03 kW …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Question e) : En déduire le COP chaud. Note : …./6
COP chaud = (K/Pcp  = 34,5 / 6,03 = 5,72 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


Document réponse : DR 6b

b) Compléter le diagramme en inscrivant le nom des éléments d’une machine frigorifique de base correspondant à l’évolution de chaque côté du cycle. Note : …./8 
7° THERMIQUE

Les formules doivent être posées, les unités des différents termes mentionnées et les calculs détaillés.

Document réponse : DR 7

Question a)
D’après le zoom du bureau 1, cotez ( en mètres) et désignez la paroi extérieure qui est représentée ci-dessous en coupe. Note : …./8















Questions b) et c)

À l’aide des documents ressources, calculez la résistance thermique totale de la paroi extérieure du bureau, puis calculez le coefficient de transmission surfacique. Note b) : …./9
Rappel des formules :  EMBED Equation.DSMT4   EMBED Equation.DSMT4  Note c) : …./6
DÉsignation des ÉlÉments
constituant la paroiEpaisseur e
en mètreSYMBOL 108 \f "Symbol" ( coefficient de
conductivité thermique
en W/m.KRésistance thermique
m².K/W Bardage Bois résineux léger
Laine de Roche RA3
Plaque de plâtre courant
Enduit de plâtre courant
Rsi+Rse


 0.03
0.185
0.013
0.002




 0.13
0.038
0.35
0.35




 0.231
4.868
0.037
0.006
0.17



Résistance thermique totale R en m².K/W

5.312 
Coef de transmission thermique U en W/m².°K

0.188 Question d)
À l’aide des conditions ressources, vérifier que le mur extérieur du bureau 1 vérifie les recommandations pour la réglementation thermique 2012.
Note : …./7
0.188W/m².K