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Sommaire

1 : Présentation STG et COSMOGAS 2 : Pourquoi s’intéresser aux consommations d’Eau Chaude Sanitaire ? 3 : Les différentes méthodes de production ECS : Avantages, inconvénients et améliorations des performances 4 : Les générateurs gaz condensation

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Présentation STG

STG est la filiale en France et en Suisse de l’Usine COSMOGAS

COSMOGAS en quelques chiffres :

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Cosmogas est une société ITALIENNE LEADER qui

CONCOIT, FABRIQUE

ET DISTRIBUE Des systèmes de chauffage, de

climatisation et de solutions

renouvelables.

QUI NOUS SOMMES

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MONDE Relations d’affaires dans les pays Européens les plus important,

Afrique du Nord, Chine, Etats Unis et Canada . Au total,

présence dans 35 pays

ITALIE

Siège social à Meldola (nord Italie)

27.000 m2 unité de production

120 employés

50 représentants des vente

450 services après vente

40 Millions d’€uros de chiffre

d’affaires

51 années d’existence

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1966 Arturo Alessandrini

et sa femme

ouvrent une

société de

fabrication de

chaudières

1970

L’usine Cosmogas

s’agrandit de 200 m2 à

800 m2 et devient une

entreprise familiale, avec

le développement du

nouveau concept de

“TUBE CUIVRE

CHAUDIERE”

1980

Le tube cuivre de la

chaudière est un

énorme succès et les

chaudières BMC, BME

et BMS deviennent

synonyme de fiabilité

1996

Introduction de la Premix

Technologie

développement de la

chaudière Axia certifié

“Blue Angel”. Cosmogas a

obtenu la Certification

ISO 9002, une assurance

de qualité dans ses

procédures de gestion et

de service

NOTRE HISTOIRE ET EVOLUTION TECHNIQUE

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R&D Département

Fabriqué par COSMOGAS

Les produits Cosmogas sont CONCUS, BREVETE et FABRIQUE ENTIEREMENT

dans notre usine de Meldola, Italie.

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R&D DEPARTEMENT

Chaque année nous consacrons des ressources

importantes

(plus de 5% du chiffre

d’affaires) à

L’ INNOVATION, LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT

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CERTIFICATION DE QUALITE

Amélioration de qualité

continue et de fiabilité

(ISO 9001)

Plus haut niveau de

sécurité

Certificat de qualité

européen et

international

Since 1996

HLW H

Européen et International

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Fabriqué par COSMOGAS

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APPLICATIONS D’ENTREPRISE 2 secteurs clés: Chauffage et Air conditionné

Les produits Cosmogas sont conçus pour toutes les applications résidentielles, tertiaires et industrielles

Nous fabriquons une gamme complète de produits allant de 8

à 2.240 kW, répondant aux normes de qualité les plus exigeantes.

RESIDENTIEL TERTIAIRE INDUSTRIEL

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Présentation STG

COSMOGAS en France, c’est une équipe de :

15 agents commerciaux : implantation nationale 2 personnes à l’administration des ventes 1 comptable 2 techniciens Hotline & Etudes 1 magasinier 1 directeur commercial 1 directeur = 1 200 m² de stock en région lyonnaise A compter du 15 février 2017, COSMOGAS aura également son propre centre de formation à Lyon avec tous les produits en fonctionnement Centre de formation dédié aux sociétés de maintenance, installateurs et distributeurs

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Présentation STG

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Pour quelles raisons s’intéresse-t-on aux consommations ECS ?

Estimation d’une consommation par an pour une famille de 4 personnes : 120 m3/an pour une famille « économe » 200 m3/an pour une famille « gaspilleuse » Logement de 40 appartements de 4 800 à 8 000 m3/an d’eau consommée soit pour 40 logements économes : 1,16 (kWh/m3°C) x 4 800 m3/an x (60-10°c) = 278 400 kWh/an La réglementation 2012 dans le neuf et l’objectif BBC en rénovation montre : une évolution de la construction de plus en plus isolé et qui nécessite de moins en moins d’énergie

pour la partie chauffage Que l’eau chaude sanitaire demeure constante et représente un poste énergétique important

Schéma type d’une maison neuve RT 2012

Sur la base basse consommation de 50 kWhep/m².an, la répartition moyenne d'un habitat BBC est de : 15 kWhep/m².an pour le chauffage et la climatisation 25 kWhep/m².an pour l’eau chaude sanitaire 5 kWhep/m².an pour l’éclairage 5 kWhep/m².an pour les auxiliaires (pompes,

ventilateurs …)

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Pour quelles raisons s’intéresse-t-on aux consommations ECS ?

Besoins en kWh/m²Shab.an

Evolution des besoins annuels d’ECS en kWh/m²Shab.an en fonction du nombre de personne et de la surface habitable, Les valeurs indiquées correspondent à un besoin moyen d’ECS et 45 L par jour et par personne à 40°C.

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

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Pour quelles raisons s’intéresse-t-on aux consommations ECS ?

La consommation énergétique d’ECS se décompose en plusieurs postes : Les besoins d’ECS peuvent représenter de moins d’un quart à plus de trois quarts des consommations.

L’installation des dernières robinetteries et une meilleure sensibilisation des consommateurs sont des points essentiels pour la baisse des consommations

Les pertes de distribution individuelle correspondent généralement de 5 à 20 % Les pertes de distribution collective constituent souvent un poste de consommation important. Ces

pertes thermiques peuvent même être supérieur aux besoins de certaines installations Les pertes des ballons éventuels dépendent fortement des capacités installées et des systèmes de

production. Ainsi pour 40 logements, les pertes du ballon échangeur collectif estimés représentent moins de 1 kWh/m²Shab.an, Si ce même bâtiment était équipé de ballons électriques individuels, leurs pertes correspondent à environ 9 kWh/m²Shab.an

Les pertes du générateur dépendent du système mais également fortement des besoins d’ECS.

Paradoxalement plus les occupants sont nombreux et consomment, meilleure est en général l’efficacité énergétique du système et plus aussi les temps de retour sur investissement sont courts

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Pour quelles raisons s’intéresse-t-on aux consommations ECS ?

Exemple d’une rénovation d’immeuble de 40 logements

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

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Différentes méthodes de production ECS : Accumulation

ACCUMULATION : Production électrique

Avantages Inconvénients

Le volume stocké permet des soutirages à heures

variables

Puissance de chauffage limitée, car la durée de

reconstitution du stock est de plusieurs heures

Le rendement de génération est proche de 100 %

Fonctionnement généralement en heures creuses

ED donc coût de fonctionnement moins élevé.

La maintenance est simplifiée

Le coût d'installation est réduit

Volume d’eau à prévoir important,

correspondant à la demande

journalière.

La surface à prévoir est très

importante pour la mise en place

des ballons

Pertes calorifiques au niveau des

ballons de stockage

Risque sanitaire élevé, car le stock

se refroidit au cours de la journée,

il y a dans le ballon une zone

tampon entre eau chaude et eau

froide qui est propice au

développement de légionnelles

Avec le système à accumulation, le stockage ECS représente la totalité de la consommation journalière Ce système est plus adapté aux ballons électriques et ne présente pas d’intérêt dans les installations fonctionnant au gaz Le manque de place et les risques de développement bactériens font que cette solution est de moins en moins utilisé en collectif

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Différentes méthodes de production ECS : Instantanée

Production ECS de type instantané à partir d'une chaufferie

Avantages Inconvénients

La surface du local à prévoir est réduite La puissance appelée est très importante

Le surcoût des chaudières à

surdimensionné est important

L'installation doit fonctionner même avec

des petits débits ce qui donne un mauvais

rendement

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Différentes méthodes de production ECS : Instantanée

Système collectif de production instantanée par échangeur

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

Le circuit primaire alimente l’échangeur avec un débit constant et une température variable par l’intermédiaire d’une vanne 3 voies de mélange, Une sonde sur la sortie ECS contrôle la température de l’eau en sortie et agit sur la vanne 3 voies au niveau du circuit primaire Le circuit secondaire est relié à la sortie sur réseau de distribution ECS desservant les différents points de puisage alors que l’entrée de l’échangeur est raccordée sur le réseau d’eau froide ainsi qu’également les retours de boucles

Le système de production instantanée présente un certain nombre de limites du fait des variations importantes de températures de soutirage qu'il implique. En conséquence, quelle que soit la régulation adoptée, les variations du potentiel calorifique du primaire s'effectueront toujours avec un certain retard et une inertie plus ou moins grande et qui sont les causes essentielles de l'instabilité de la température pendant le soutirage

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Différentes méthodes de production ECS : Instantanée

15°C

60°C 40°C

55°C Entrée EFS Sortie ECS

Primaire

chaudière

Retour

chaudière

Retour

chaudière

échangeur à 12 plaques

L.320 mm x échangeur à 12 plaques

Cas n° 1 : même température ECS en sortie échangeur COMPARAISON DES CARACTERISTIQUES

CHAUDIERES A CONDENSATION TRADITIONNELLES

72°C

55°C Sortie ECS

Primaire

chaudière 57°C

15°C Entrée EFS

COSMOGAS: CONDENSATION DOUBLE

MOINS D’ENTARTREMENT !

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Différentes méthodes de production ECS : Instantanée

15°C

60°C 40°C

55°C

60°C

42°C

Entrée EFS Sortie ECS

Sortie ECS

Primaire

chaudière

Primaire

chaudière 55°C

15°C Entrée EFS

Retour

chaudière

Retour

chaudière

échangeur à 12 plaques

L.320 mm x échangeur à 12 plaques

COMPARAISON DES CARACTERISTIQUES

Cas n° 2 : même température à l’entrée de l’échangeur

CHAUDIERES A CONDENSATION TRADITIONNELLES

COSMOGAS: CONDENSATION DOUBLE

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Différentes méthodes de production ECS : semi-instantanée ou semi-accumulée ?

Le système est de type semi-instantané lorsque la capacité tampon est suffisante pour absorber les variations de température de soutirage. Il peut répondre aux consommations de pointes sur 10 minutes La partie du débit continu passe normalement par l’échangeur, le débit excédentaire passe par le réservoir sans être réchauffé En semi-accumulation la capacité de stockage permet de couvrir en partie les besoins sur la consommation de pointe de quelques heures. Le stockage se reconstitue entre deux pointes

Production ECS de type semi-instantané ou semi-accumulation Avantages Inconvénients

Le volume du tampon permet d'absorber les pointes

de la consommation d'ECS

Ce type de raccordement est conseillé avec des

chaufferies vapeur type CPCU ou eau surchauffée

Variété des combinaisons possibles échangeur et

ballon

La puissance pour la production ECS est réduite par

rapport au système instantané

La surface à prévoir est très réduite

C'est le système le plus performant

La puissance à fournir par le chauffage

est importante

Maintenance plus importante (pompes,

nettoyage des éléments si la régulation

n'est pas précise)

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Différentes méthodes de production ECS : Echangeur + stockage ECS

Système collectif de production par échangeur et ballon tampon

Le schéma ci-dessus présente une installation de production d’ECS semi accumulée ou semi instantanée. La pompe secondaire de l’échangeur est toujours en fonctionnement afin que la sonde du régulateur soit irriguée. Les pertes thermiques dues au bouclage abaissent la température en sortie échangeur secondaire et provoque un besoin quasi continuel afin de maintenir la température dans le bouclage. La vanne 3V au primaire de l’échangeur reste donc faiblement ouverte. La chaudière est alors contrainte de produire de l’eau de chauffage à 80 °C ! Et la condensation ne se produit pas !

Les solutions de production d’eau chaude sanitaire semi-accumulée ou semi-instantanée avec échangeur primaire associées à des chaudières à condensation ne permettent pas un fonctionnement optimum des chaudières à condensation. En effet, la température en sortie chaudière est maintenue constante régime de température 70 - 80 °C du fait de la présence de la production d’eau chaude sanitaire ECS.

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

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Différentes méthodes de production ECS : Ballons échangeur noyé

Système collectif de production avec ballon tampon échangeur

AVANTAGES : capacité de 100 à 5000 L (dans le commerce) : puissance importante/stockage, donc un temps de réchauffage rapide (L 1h) aucun impact sur le confort chauffage : une seule pompe de charge

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

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Différentes méthodes de production ECS : Ballons échangeur noyé

Ballon STG 1S PAC

AVANTAGES : diminution du volume de stockage : encombrement réduit en chaufferie : grosse surface d’échange (2 fois supérieur à la moyenne) : permet un réchauffage plus rapide de l’ECS une priorité ECS réduite et un retour en mode chauffage plus rapide permettant une condensation optimale Exemple :

Ballon STG 1S PAC 500 L : 5.5 m² surface d’échange : 94 kW absorbés (80/60) Ballon traditionnel 500 L : 3 m² surface d’échange : 51 kW absorbés (80/60)

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Différentes méthodes de production ECS : Stockage primaire + échangeur instantané

Système collectif de production avec un stockage primaire

AVANTAGES : aucun risque sanitaire de légionnelles : limitation de la puissance de la chaudière : limitation des cours cycle d’allumage Cette solution permet de produire de l’eau chaude sanitaire instantanée. Lorsque la température de consigne est atteinte dans le ballon d’eau chaude, la pompe dénommée P-ECS est arrêtée et la chaudière est autorisée à fonctionner sur sa loi d’eau. De la même manière que précédemment, la condensation pourra être effective hors période de chauffe du ballon d’eau chaude. Nous noterons cependant que 2 pompes sont néanmoins nécessaires

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

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Différentes méthodes de production ECS : Stockage primaire + échangeur instantané

Module Big T-Fast

64 °C

19 °C

60 °C

50 L/mn

245 kW

10 °C

Tampon primaire 73 °C

100 %

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Les générateurs gaz condensation

Pourquoi choisir un générateur gaz condensation ?

Hypothèse : immeuble de 40 logements « économes » consommant 4 800 m3 d’eau/an soit 278 400 kWh/an dont 184 320 kWh/an en hiver (5 800 heures/an) et 94 080 kWh/an en été (2 960 heures/an) Installation combiné chaudière + échangeur + ballon ECS - Chaudière 150 kW + échangeur 70 kW + ballon tampon 1000 L (fonctionnement 365 jours/an à 70°C) - Coefficient de pertes à l’arrêt 0,3 % à 70°C pour la chaudière - Collecteur chauffage 20 m (déperdition 7,7 W/m) - Rendement chaudière en hiver 92 %, en été 90 % (à cause des courts cycles ECS) Installation séparée : chaudière + générateur gaz condensation + ballon ECS 1000 L - Chaudière 100 kW fonctionnant l’hiver sur loi d’eau (45°C) - Coefficient de pertes à l’arrêt de 0,1 % pour la chaudière - Générateur gaz condensation 70 kW avec ballon de 1000 L fonctionnant toute l’année (60°C) avec un rendement de 97 % et pertes à l’arrêt de 0,05 %

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Les générateurs gaz condensation

Installation combinée (kWh/an) Installation séparée (kWh/an) Différence (kWh/an)

Pertes de combustion 184 320 (kWh/an) x (1-0,92) = 14 746 (kWh/an) 184 320 (kWh/an) x (1-0,97) = 5 529 (kWh/an) 9 217

Pertes à l'arrêt chauffage 0,003 x 150 (kW) x 5 800 (h/an) / 0,92 = 2 837 (kWh/an) 2 837

Pertes à l'arrêt générateur gaz 0,0005 x 70 (kW) x 5 800 (h/an) / 0,97 = 209 (kWh/an) -209

Pertes collecteur chauffage 0,0077 (W/m) x 20 (m) x 5 800 (h/an) / 0,92 = 971 (kWh/an) 971

Total pertes en hiver 14 746 + 2 837 + 971 = 18 554 (kWh/an) 5 529 + 209 = 5 738 (kWh/an) 12 816

Pertes de combustion 94 080 (kWh/an) x (1-0,90) = 9 408 (kWh/an) 94 080 (kWh/an) x (1-0,97) = 2 822 (kWh/an) 6 586

Pertes à l'arrêt chauffage 0,003 x 150 (kW) x 2 960 (h/an) / 0,90 = 1 480 (kWh/an) 1 480

Pertes à l'arrêt générateur gaz 0,0005 x 70 (kW) x 2 960 (h/an) / 0,97 = 107 (kWh/an) -107

Pertes collecteur chauffage 0,0077 (W/m) x 20 (m) x 2 960 (h/an) / 0,90 = 506 (kWh/an) 506

Total pertes en été 9 408 + 1 420 + 506 = 11 334 (kWh/an) 2 822 + 107 = 2 929 (kWh/an) 8 405

Total pertes à l'année 11 334 + 18 554 = 29 888 (kWh/an) 5 738 + 2 929 = 8 667 (kWh/an) 21 221

En hiver (5 800 heures/an)

En été ( 2960 heures/an)

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Les générateurs gaz condensation

Différence de consommation entre les 2 systèmes = 21 221 kWh/an Tarif gaz B1 (conso > à 6 MWh/an) = 0,05 € TTC par kWh en janvier 2016 Economie gaz réalisée par la solution avec générateur gaz condensation = 1 061 € TTC/an soit 2 122m3 gaz/an Ecart de consommation entre les deux solutions = 71 % Gain global de la solution générateur gaz condensation sur le besoin total ECS = 7,6 % Exemple budgétaire en prix public HT : - Solution mixte : Chaudière 150 kW = 10 000 € Echangeur à plaques avec régulation 70 kW = 2 900 € Ballon tampon ECS 1000 L = 2 500 € Total = 15 400 € - Solution générateur gaz condensation : Chaudière 100 kW = 8 000 € Générateur gaz condensation 70 kW (Aguadens 60) = 3 500 € Ballon tampon ECS 1000 L = 2 500 € Total = 14 000 €

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Les générateurs gaz condensation

Accumulateur gaz condensation

Source : Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012

GENERATEUR GAZ CONDENSATION TRADITIONNEL

Modulation : 40 % à 100 % Rendements annoncés : de 105 % à 107 % sur PCI Volume ECS > 350 L

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Les générateurs gaz condensation

Echangeur de chaleur primaire C.R.V. En acier INOX AISI 316 TITANE breveté

LE SEUL ECHANGEUR DE CHALEUR PRIMAIRE QUI PEUT FONCTIONNER DIRECTEMENT AVEC L’EAU DU RESEAU constructeur apte à offrir un échangeur de chaleur primaire qui peut être alimenté par l’eau du réseau, en garantissant une grande résistance à la corrosion et à l’agressivité des eaux chlorées. En bénéficiant des basses températures d’entrée le C.R.V. accentue l’effet condensation et produit l’E.C.S. en sortie avec des températures élevées, en maximisant l’économie et en réduisant l’inertie thermique. La circulation élevée de l’eau et l’échange thermique fumées/eau en contre-courant déterminent une efficacité élevée qui porte les fumées à la condensation rapidement. Pendant le fonctionnement, l’eau froide en entrée se répartit sur les tubes Ø16 et Ø18 mm. L’avantage de ce système est d’accentuer l’effet condensation et obtenir des rendements meilleurs.

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Les générateurs gaz condensation

Avantages du système semi-instantané COSMOGAS

Il condense toujours

Chauffage E.C.S. direct

La production d’E.C.S. exploite toute la puissance de AGUAdens T

1 seul raccordement et 1 seule pompe

Volume du réservoir réduit

Temps de réchauffage réduit

Moins d’espace au sol occupé

AGUATANK AGUADENS T

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Les générateurs gaz condensation

1 - Élément thermique Maître

2 - Entrée de l’air comburant 3 - Évacuation des fumées 4 - Élément thermique Esclave 5 - Brûleur premix en Fecralloy 6 - Ventilateur 7 - Soupape du gaz 8 - Capteur température sortie de l’E.C.S. et de sécurité 9 - Électrovanne à 2 voies 10 - Débitmètre de l’eau en circulation 11 - Capteur température eau froide 12 - Capteur température des fumées 13 - Fusible de sécurité 14 - Écoulement des condensats de l’élément thermique 15 - Pressostat d’eau

16 - Capteur de niveau des condensats 17 - Siphon d’écoulement des condensats 18 - Neutralisateur des condensats 19 - Écoulement des condensats 20 - Robinets d’écoulement 21 - Entrée eau froide 22 - Sortie eau chaude sanitaire 23 - Capteur de température E.C.S. 24 - Collecteur eau chaude 25 - Collecteur eau froide 26 - Entrée du gaz 27 - Filtre d’air 28 - Conduit d’évacuation des fumées 29 - Pressostat différentiel des gaz brûlés 30 - Clapet anti-retour des fumées

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