S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 1 / 9
1ère année STS Maintenance
Chauffe-eau solaire
Analyse fonctionnelle SysML
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 2 / 9
1ère année STS Maintenance
Présentation
Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) est un système qui assure l’essentiel du chauffage de l'eau sanitaire. Une seconde source d'énergie (gaz, électrique,…) apporte le complément de chaleur nécessaire à l'obtention de la température de production d'eau
chaude sanitaire souhaitée, notamment pendant la période où le rayonnement solaire est insuffisant.
Le liquide caloporteur (anti-gel) circulant entre les capteurs et le ballon de stockage est mis en mouvement par un circulateur piloté par une régulation. La circulation dans le circuit primaire a lieu dès lors que l’écart de température entre le haut des capteurs et le bas du ballon de stockage est supérieur à la valeur ΔT=6K (consigne +différentiel).
Source : http://www.solairethermique.guidenr.fr/index.php
Mise en situation sur une installation
L’étude suivante porte sur une installation avec préparateur solaire DIETRISOL TRIO D de la marque DE DIETRICH.
Arrêt Marche
0 2 4 6
Arrêt du circulateur : Si Tc < Tb + DA
Démarrage du circulateur : Si Tc > Tb + DD
DA : différentiel d’arrêt DD : différentiel de démarrage
En général les valeurs sont les suivantes : 5°C < DD < 8°C
2°C < DA < 4°C
Différentiel Consigne
td te
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 3 / 9
1ère année STS Maintenance
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 4 / 9
1ère année STS Maintenance
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 5 / 9
1ère année STS Maintenance
Diagramme de contexte
Établissez le diagramme de contexte avec les inter-acteurs susceptibles d’agir avec le système.
Diagramme des cas d’utilisation
Établissez le diagramme des cas d’utilisation en vous aidant des propositions suivantes.
Utilisateur – soleil – réguler la température – environnement – réseau de distribution électrique – transférer l’énergie – réseau de distribution d’eau – stocker l’eau chaude – puiser de l’eau chaude – technicien - température ambiante du local.
Bdd contexte
Uc : CESI
Chauffe eau solaire individuel
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 6 / 9
1ère année STS Maintenance
Diagramme de séquence
Établissez le diagramme de séquence du cas d’utilisation « Stocker de l’eau chaude ».
Diagramme de définition de blocs
Établissez le diagramme de définition de blocs en vous aidant de la documentation fournie.
Sd : diagramme de séquence « Stocker de l’eau chaude »
Soleil
Panneaux vitrés
Régulateur Circulateur Échangeur
électrique
Ballon d’eau
Réseau distribution eau Échangeur
fluidique
Bdd CESI « block »
Circuit primaire
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 7 / 9
1ère année STS Maintenance
Diagramme des exigences
Établissez le diagramme des exigences en vous aidant des propositions suivantes.
Panneau-vitré – Convertir l’énergie solaire – régulateur – mesurer la température – faire circuler le fluide caloporteur – sondes de température – transmettre l’énergie thermique – réguler la température de l’eau du ballon – transmettre l’énergie thermique – échanger les calories – échangeur.
Req CESI « requirement »
Réguler la température de l’eau du ballon
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 8 / 9
1ère année STS Maintenance
Diagramme de bloc interne
Établissez le diagramme de bloc interne en vous aidant du Bdd.
Diagramme d’état
Écrivez le diagramme d’état du fonctionnement du CESI à partir de la description du fonctionnement du système issue de la brochure.
Fonctionnement :
À partir du moment où l’énergie solaire est disponible, la régulation solaire assure une chauffe prioritaire du haut du préparateur pour éviter une mise en route de l’appoint. En fonction de la programmation en place, l’appoint nécessaire pour satisfaire des besoins en ECS tant en température qu’en quantité sera fourni soit par la résistance électrique si celle-ci est sollicitée, soit par la chaudière ; la résistance électrique sera raccordée soit sur un contacteur jour/nuit, soit directement sur un autre circuit électrique que l’utilisateur pourra programmer à sa guise. Nous conseillons également de raccorder le lave-linge au travers d’un mitigeur taré à 30 °C sur la recirculation pour profiter du réchauffage solaire tout en préservant l’appoint. Avec une chaudière biomasse, la résistance prendra le relais en été durant les périodes de non-chauffe, et sera mise hors tension le reste du temps. En cas d’appoint par la résistance électrique seule, le serpentin du haut du préparateur (dédié à la chaudière) sera bouchonné pour y éviter la circulation d’air.
Ibd CESI
Énergie solaire
Eau froide entrée ballon
Eau chaude sortie ballon
S 5.1 : approche systémique du bien S 5.2 : approche fonctionnelle et structurelle
TD Page 9 / 9
1ère année STS Maintenance Stm CESI
