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Sujet oral 2020 ballon de chauffage

DOSSIER DE PRÉSENTATION Chau ?e-eau solaire pour mobil-home Mise en situation Les campings sont ouverts principalement en période estivale mai à septembre La production d ? eau chaude nécessaire aux douches des campeurs induit une consommation journalière d ? électricité et des dépenses associées L ? installation d ? un chau ?e-eau implique également des impacts environnementaux L ? utilisation de petits chau ?e-eau solaires voir ?gure ci- dessous dans les mobil-homes pourrait s ? avérer judicieuse L ? objectif de cette étude est de proposer des solutions techniques permettant de valider les exigences du cahier des charges ci-après Cahier des charges Exigence Exigence Exigence Exigence Exigence Masse du ballon vide inférieure à kg Impact environnemental minimal Surface du panneau solaire inférieure à m ? Résolution de mesure de température de C Eau sanitaire à une température de C - C Baccalauréat Sciences et Technologies de l ? Industrie et du Développement Durable ?? STI D Enseignements technologiques transversaux - oral de contrôle Code - - Session Page CDOSSIER DE TRAVAIL DEMANDÉ Problématique Comment dimensionner un chau ?e-eau économique pour mobil-home a ?n de garantir le confort des occupants tout en limitant l ? impact environnemental Analyse fonctionnelle Question Associer les composants ci-dessous aux fonctions qu ? ils réalisent sur la Figure du DTR chaine fonctionnelle ?gure n ?? les capteurs de température ?? le relais ?? la carte électronique Validation de l ? exigence masse du ballon Question Déterminer à partir de la ?gure n les dimensions R et H optimales pour minimiser la quantité de matière du ballon de litres Figure du DTR En minimisant l ? épaisseur de l ? enveloppe du ballon le volume d ? acier utilisé est de ? - m La masse volumique retenue pour l ? acier est de kg ? m- Question Calculer la masse d ? acier mb du ballon Conclure en fonction de l ? exigence associée du cahier des charges Validation de l ? exigence surface de captage L ? énergie thermique Q en joule J nécessaire à chau ?er l ? eau du ballon est donnée par l ? équation Q meau ? Ceau ? ? T Avec ?? masse de l ? eau dans le ballon meau ?? capacité thermique de l ? eau Ceau J ? kg- ? K- ?? élévation de température ?T en K on donne la masse volumique de l ? eau ?eau kg ? l- Question Déterminer l ? énergie Q nécessaire pour chau ?er litres d ? eau sanitaire stockée dans le ballon d ? une température de puisage de C à une Baccalauréat Sciences et Technologies de l ? Industrie et du Développement Durable ?? STI D Enseignements technologiques transversaux - oral de contrôle Code - - Session Page Ctempérature de C Exprimer Q en Joule puis en kWh Question Calculer l ? énergie solaire Esolaire en entrée de la chaine d ? énergie thermique nécessaire pour chau ?er les litres d ? eau à partir du rendement de