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Formation Bâtiment Durable :
Les techniques (chaleur, ventilation, ECS): conception et régulation Bruxelles Environnement
PRODUCTION D'ECS : QUELLES SONT LES CARACTÉRISTIQUES
FONDAMENTALES DES DIFFÉRENTS SYSTÈMES?
Jonathan FRONHOFFS
Cenergie cvba
OBJECTIFS DE LA PRÉSENTATION
● ORDRES DE GRANDEURS
● PRODUCTION D’ ECS:
► PRINCIPES
► METHODES
● DISTRIBUTION D’ ECS
● EMISSION D’ECS
● Réglementation (légionellose, PEB)
2
3
Besoin d’ECS
Répartition de tous les consommateurs
BE/Passif
Besoins d’ECS
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ORDRES DE GRANDEURS
● Consommation domestique en eau
› Douche: 6 à 12 (jusqu’à 20!) l/min @ 40°C
› Bain: 150 à 200 litres @ 40°C
› ~ 60 l eau chaude/ personne / jour @ 40 °C
Utilisation Consommation
l / pers / jour
Consommation
%
Vaisselle, Cuisine 6 5
Hygiëne 48 40
Lavage 24 20
Nettoyage 12 10
WC 30 25
Total 120 100
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ORDRES DE GRANDEURS
● Consommation ménagère: Combien de litres @
60°C?
Données:
› Eau de ville: 10°C Tc = 10°C
› Eau chaude: 60°C Th = 60°C
› 60 l à 40°C (ménage)
Vm = 60 l, Tm 40°C
› Vc + Vh = Vm = 60l
Demande: Vh = ?
Vh = 60 . (40-10)/(60-10) = 36 litres
Vc = 24 litres
6
● Consommation ménagère: Quelle
quantité d’énergie pour 36 litres @
60°C?
Données:
› Eau de ville: 10°C Tc = 10°C
› Eau chaude: 60°C Th = 60°C, Vh=36 l
› 1 kWh E = P.t 1.000 Watt.3.600 s =
3.600.000 Joule = 3,6 MJ
Demande: E = ?
ORDRES DE GRANDEURS
7
● Calculs:
Q = m.c.ΔT (Quantité de Chaleur en Joule)
m = 36 litres = 36 kg
ceau = 4186 J/(kg/K)
Q = 36kg . 4186 J/(kg/K).(60-10)
Q = 7534800 Joule = 2,093 kWh / personne / jour
Q = 763,95 kWh / personne / an
Q = 3055,78 kWh / 4 personnes / an
ORDRES DE GRANDEURS
8
9
ORDRES DE GRANDEURS
10
Ordre de grandeur
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0 1 2 3 4 5 6
Déb
it =
Q [
litre
s/m
inu
te]
Pression [Bar]
Pommeaux de douche économique - limiteur de débit dynamique
Pommeau de douche économique - limiteur de débit statique
Pommeaux de douche sans dispositif d'économie
19,6 l/min
8,7 l/min
6 l/min
Rentabilité : 6 mois !!!
Une réflexion sur l’ECS est indispensable
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Evaluer une installation existante
Type d'installation
Rendement en %
(global = production x distribution x émission x régulation)
production distribution émission régulation global
Ancienne chaudière
surdimensionnée, longue boucle de
distribution
75 .. 80 %
80 .. 85 %
90 .. 95 %
85 .. 90 %
46 .. 58 %
Ancienne chaudière bien
dimensionnée, courte boucle de
distribution
80 .. 85 %
90 .. 95 %
95 %
90 %
62 .. 69 %
Chaudière haut rendement, courte
boucle de distribution, radiateurs
isolés au dos, régulation par sonde
extérieure, vannes thermostatiques,
...
90 .. 93 %
95 %
95 .. 98 %
95 %
77 .. 82 %
► Chauffe-eau instantané gaz
► Chauffe-eau instantané électrique
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TECHNIQUES DE PRODUCTION D’ECS: INSTANTANE
► Avec échangeur à plaques intégré (domestique)
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TECHNIQUES DE PRODUCTION D’ECS: INSTANTANE
► Avec échangeur à plaques extérieur (collectif)
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TECHNIQUES DE PRODUCTION D’ECS: INSTANTANE
► Avec échangeur à plaques extérieur (collectif)
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TECHNIQUES DE PRODUCTION D’ECS: INSTANTANE
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ECS
● Production individuelle séparée du chauffage
► Chauffe-eau au gaz
► Chauffe-eau électrique
TECHNIQUES DE PRODUCTION DE CHALEUR: Semi direct ou semi accumulation
Chaudière avec ballon à
chauffage indirect
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Domestique: ballon tampon
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TECHNIQUES DE PRODUCTION DE CHALEUR: Semi direct ou semi accumulation
● Production individuelle commune au chauffage
► Echangeur à plaques
► Production directe
► Electrique!!
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ECS - Puissances
● Puissances nécessaires en ECS individuel
● Instantané: 24 kW
● Accumulation: 4 à 24 kW
●Fonction de la taille du ballon de stockage
●L’éventuelle centralisation en logement collectif
● Simultanéité du puisage (effet de foisonnement)
Source : energie+
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SOURCES D’ENERGIE RENOUVELABLE?
● ACCUMULATION
● ON
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TECHNIQUES DE PRODUCTION DE CHALEUR
Instantané Semi Direct / Semi
Accumulation
Accumulation
Pertes à l’arrêt + - -
Puissance + + +
Vitesse - + +
Continuité + + -
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DISTRIBUTION D’ECS
● Conduites
► Tracés les plus courts possibles
► Toujours essayer d’isoler -> éviter les pertes
► Essayer d’isoler l’eau froide > legionellose
► Isolation pour éviter la condensation
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23
Limiter les pertes de distribution pour le chauffage
Limiter la longueur de conduits , particulièrement dans les volumes non chauffés
Isolation des tuyauteries
Réduction des pertes de charges – limiter les vitesses d’eau dans les conduites
Dimensionnement du circulateur - choix d’un circulateur à vitesse variable
Placement et régulation des vannes d’équilibrages
Longueur de boucle - 100 m
T° boucle - T°ambiante = 40°C
Pertes en ligne
(accessoires compris)
Pertes
annuelles
Surface équivalente de
capteurs solaires
(Production solaire 500 kWh/m²)
Pas isolée
Peu isolée
Bien isolée
Quel niveau d’isolation de la boucle d’eau chaude sanitaire ?
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Limiter les pertes de distribution pour ECS
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Longueur de boucle - 100 m
T° boucle - T°ambiante = 40°C
Pertes en ligne
(accessoires compris)
Pertes
annuelles
Surface équivalente de
capteurs solaires
(Production solaire 500 kWh/m²)
Pas isolée 5.700 W 50.000 kWh 100 m²
Peu isolée 1.500 W 13.500 kWh 27 m²
Bien isolée 850 W 7.500 kWh 15 m²
Quel niveau d’isolation de la boucle d’eau chaude sanitaire ?
Limiter les pertes de distribution pour ECS
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650 kWh 1.350 kWh
Déperditions ?
ECS instantané ou à semi-accumulation ? Production centralisée
27
²
m²
solaire PV
ECS instantané ou à semi-accumulation ? Production centralisée
Retour à basse température si
l’échangeur est bien dimensionné
25
31 logements
Soit 0,8 m² par
logement
ASPECTS REGLEMENTAIRES
LEGIONELLOSE
► FEDERAL: Arrêté Royal du 4 août 1996 Protection des agents
biologiques
► REGION FLAMANDE: Arrêté du Gouvernement Flamand du 9
février 2007: dispositions pour plusieurs types d’établissements
► REGION WALLONNE: 2 Arrêtés du Gouvernement Wallon du 13
mars 2003: dispositions pour les piscines
► REGION BRUXELLES CAPITALE: Arrêté du Gouvernement
Bruxellois du 10 octobre 2002
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ASPECTS REGLEMENTAIRES
LEGIONELLOSE
► Dispositions en Flandre:
1. Alimentation en eau dans les institutions à haut risque
(établissements publics qui s’occupent de soigner, traiter et loger
des personne sensibles)
2. Alimentation en eau dans les institutions à risque moyen
(établissements publics avec une alimentation en eau collectieve)
3. Tours de refroidissement
4. Systèmes de conditionnement d’air avec traitement d’humidité
5. Unités dentaires
6. Expositions
► 1 à 3: “Best Beschikbare Techniek (BBT)” de Emis
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ASPECTS REGLEMENTAIRES
LEGIONELLOSE: RISQUE
• Bactérie:
› Survivent dans l’eau entre 0 et 63°C
› Se reproduisent surtout entre 25 et 45°C
› Croissance maximale entre 30 et 40°C
► Tuer les bactéries:
› 5 minutes à 60°C
› 1,5 minutes à 70°C
› ½ minute à 80°C
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ASPECTS REGLEMENTAIRES
LEGIONELLOSE: DISPOSITIONS GENERALES
► Eviter la stagnation de l’eau
› Eviter les bras morts
› Limiter les réservoirs tampon d’eau
► Eviter le réchauffement des conduites d’eau froide
► Systématiquement garder l’eau chaude à plus de 60°C
► Régulièrement rincer les conduites d’eau chaude à haute
température
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ASPECTS REGLEMENTAIRES
PEB - CHAUFFAGE
Quelles sont les nouvelles exigences?
● Contôle périodique des chaudières
● Si vous avez une chaudière de plus de 20 kW, alors vous devez la
faire contrôler régulièrement par un professionnel agréé. Ce contrôle
comprend le nettoyage de la chaudière et du système d’évacuation
des gaz de combustion, le réglage du brûleur, et la vérification de
certaines exigences se rapportant à l’émission des chaudières en
fonctionnement.
● Quelle est la fréquence de contrôle?
► Chaque année pour les chaudières au mazout
► Tous les 3 ans pour les chaudières au gaz
● Qui est soumis à cette exigence?
► Le propriétaire doit s’assurer que les contrôles aient lieu.
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ASPECTS REGLEMENTAIRES
PEB - CHAUFFAGE
Quelles sont les nouvelles exigences?
● La réception des nouvelles installations de chauffage
● Si vous remplacez votre ancienne chaudière ou si vous en
installez une nouvelle, vous devez faire réceptionner votre
installation par un professionnel agréé. Cette réception a pour but
de contrôler si l’installation – le reglage, l’isolation des conduites, la
ventilation de la chaufferie, la qualité de combustion et de l’émission
de gaz, le tirage de la cheminée, ... – a été faite correctement .
● Qui est soumis à cette obligation?
► Chaque propriétaire est soumis à cette exigence.
● Dans tous les cas, le professionnel agréé vous fournira une
attestation officielle, telle que prescrite dans la nouvelle
réglementation PEB-chauffage
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● Réchauffer de l’eau est très ENERGIVORE
● Méthode de production d’eau chaude: EN FONCTION DE
LA SITUATION
● Isolation des conduites
● Attention à la légionellose!
● PEB-chauffage: installations agréées et contrôles réguliers
(Bruxelles)
A RETENIR
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● Energie + : www.energieplus-lesite.be
● CSTC : www.cstc.be
Outils, sites internet, etc… intéressants :
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Sources, références • www.matriciel.be • www.energieplus-lesite.be • www.acv.com • www.cenergie.be
● G_ENE08: Choisir le meilleur mode de production et de stockage pour le
chauffage et l'eau chaude sanitaire
● G_ENE09: Choisir les meilleurs modes de production de refroidissement
renouvelable
● G_ENE10: Garantir l'efficience des installations de chauffage, d'eau
chaude sanitaire et de refroidissement
http://guidebatimentdurable.bruxellesenvironnement.be
Références Guide bâtiments durables :
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