La chaleur massique (symbole c ou s), qu'il convient d'appeler capacité thermique massique est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un degré la température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de son énergie thermique. Elle est définit par l'équilibre de transfert de chaleur avec d'autres systèmes.) de l'unité de masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.) d'une substance.
L'unité du système international (SI) est donc le joule par kilogramme kelvin (symbole k, du nom de Lord Kelvin) est l'unité SI de température thermodynamique. La détermination des valeurs des capacités thermiques des substances relève de la calorimétrie La calorimétrie est la partie de la thermodynamique qui a pour objet la mesure des quantités de chaleur.
Le kelvin est la fraction 1/273,16 de la température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de son énergie thermique. Elle est définit par l'équilibre de transfert de chaleur avec d'autres systèmes thermodynamique . La variation de température de 1 k est équivalente à une variation de 1°C. (On a de la chance, ça aurait pu être le degré Fahrenheit !!!)
Toutefois, à la différence du degré Celsius, le kelvin est une mesure absolue de la température qui a été introduite grâce au troisième principe de la thermodynamique...
Béton: c = 880 J/kg/k
air sec: c =1005 J/kg/k
Masse volumique du béton = 2 200 kg/m3
Masse volumique de l'air à 20°C = 1,029 kg/m3
on calcul le poids du mur à inertie:
4,50 x 2,50 x 0,20 x 2200 = 4950 kg
de l'air:
434 m3 x 1.029 = 446.59 kg
que l'on multiplie par la capacité thermique massique du béton :
4950 x 880 = 4 356 000 J/°C
1Watt = 1J/s
donc 4 356 kW/s /°C
ou s veut dire seconde (mesure de temps)
et pour l'air ambiant:
446.59 x 1005 = 448 823 J/°C
=449 kW/s / °C
Total =4356 + 449 = 4805 kW/s /°C
soit la quantité d'énergie qu'il faut fournir, pour augmenter la T° de l'intérieur d'un degré Celsius (hors déperditions)
En fonction de la puissance de chauffage, on détermine le temps de relance pour atteindre la T° de confort après une période de chauffage réduite (absence)
4805 / 2 (puissance air fourni par le poêle) = 2402,5 s/°C soit 41 minutes pour 1°C
pour 4°C = 2 h 44 mn
On peux faire la même chose avec les déperditions, pour savoir en combien de temps on va perdre 1°C
Nous reprenons les calories emmagasinées dans le mur à inertie par les déperditions...
Ce qui donne:
4 356 000 W/s °C / (0,59 x 434)= 4h 43mn
J'ai volontairement, omis, dans tous les calculs, de prendre en compte:
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les murs en Fermacell, qui aurait pour effet d'augmenter l'inertie thermique...mais d'augmenter aussi le temps de chauffe pour atteindre la température de confort de 20°C.
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la puissance de chauffe-eau du poêle (8 kW), qui chauffe les sèche-serviettes, et qui réduit d'autant le temps de chauffe...
-
etc …
afin de vous donnez une idée sur l'inertie … par des calculs simples.
NB: Il faut moins de 2h40 pour amener la température intérieur de 16 à 20°C, mais dès que le chauffage se coupe, la température descend rapidement, et le poêle se remet en route rapidement (tous les 30 minutes environs ) car les murs ne sont pas encore à température des pièces...il faut plus de 24h pour que le béton (en autre) prenne la chaleur. La circulation d'eau chaude dans le mur à inertie, est le surplus du poêle à granulés (qui fonctionne minimum 10 minutes, afin d'éviter les coupures et redémarrage trop fréquents) lorsque tous les radiateur seche-serviettes sont fermés par les robinets thermostatiques (ceci afin d'éviter une surchauffe dans la pièce principale).
Au delà de 24h, tous les murs ont 'pris la chaleur' et le poêle à granulés se relance tous les 4 à 5 heures...(pour une température extérieure comprise entre 5 et 10°C) si nous ne soutirons pas d'eau chaude sanitaire.