L’optimisation de la performance

en chaufferie

Intervenant : Hervé SEBASTIA

Contexte réglementaire : l’ERP

Exception : corps de chauffe sans brûleur destinés au remplacement

CHAUDIERES ≤ 400 kW : depuis le 26 septembre 2015

Rendement à 100% de charge ≥ 95,5% sur PCI

Rendement à 30% de charge ≥ 104,4% sur PCI

���� Imposition de la chaudière à condensation

LOT

N°1

La réglementation ERPDirective Eco Design : performances minimales

Chauffage

Principe de la condensation

1 m³ Gaz Nat.

10 Nm³ Air+

CO2 + N2 +

H2O ���� Condensats

CO2 + N2 +

H2O ���� Vapeur

Chaleur sensible

jusqu’à 100% PCI

Rappel : principe de la condensation

T° < T°rosée

Combustion

stoechiométrique

Chaleur

jusqu’à 111% PCI

sensible + latente

La condensation se justifie-t-elle

sur les circuits haute

température ?

- Rénovation d’une chaufferie à Lyon (-8°C)

- Radiateurs haute température régime 80/60°C

- Besoins de 200 kW

- 12,5 % de surpuissance

� Différence de rendement entre une chaudière

haut rendement / condensation ?

La condensation sur les circuits HT°Etude de cas : hypothèses

0

2

4

6

8

10

12

14

16

no

mb

re d

e jo

urs

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Lyon DJU = 2498

température extérieure en °C87%100% 0%

% modulation brûleur

→

→

Condensation

102,9% PCI

Haut rendement

93,3 % PCI

50%

225/229 jours de condensation !!!

100%

25%

75%

50%

→

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

départ

retour

Loi d'eau radiateurs

T°rosée 55°C

45°C

La condensation sur les circuits HT°Calcul du Rendement global annuel en PCI

Chaudière Condensation

Rappel : la condensation sur les circuits HT°Rendement global annuel en PCI pour différents émetteurs

Régime de T°

Condensation

Haut rendement

Différence

105.4

93.6

11.8

70/50

102.9

93.3

9.6

80/60

109

93.6

15.4

50/30

109.8

93.6

16.2

40/30

Hypothèses : Lyon, T°réf. = -8°C, besoins chauffage 200 kW, surpuissance 12.5%

La condensation se justifie sur les circuits HT° tant qu’ils sont régulés

107.4

93.6

13.8

60/40

L’optimisation de la condensation

Optimisation de la condensationLimiter la surpuissance chaudières

Modulation brûleur

Besoins bâtiment

Saison de chauffe Lyon DJU = 2498

91% 0%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

no

mb

re d

e jo

urs

-8

température extérieure en °C-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718

10 % de surpuissance

54 jours = 23 % des jours sans modulation

20% mini

54 jLyon

100% 0%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

no

mb

re d

e jo

urs

-8

température extérieure en °C-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718

60% 0%20% mini

2/3 de surpuissance

99 jours = 43 % des jours sans modulation

99 jLyon

100% 0%

Limiter les cycles M/A brûleur = réduire pics de pollution et pertes par préventilation

Optimisation de la condensationPrivilégier une régulation des chaudières en cascade parallèle

50 %

100 %

Soit 1 chaudière à 100% = cascade hiérarchique ?

Soit 50% sur chaque chaudière = cascade parallèle ?

Hypothèses :

50 % de besoins en puissance

T°retour = 35°C

1 chaudière à 100% = 100% PCI

2 chaudières à 50% = 106% PCI

Privilégier le taux de charge chaudière le plus faible

Optimisation de la condensationPrivilégier une faible température moyenne chaudière

LMU LMU

Limiter la surélévation de température primaire

Privilégier un régime de T°des émetteurs le plus bas

Privilégier une température départ glissante à une température départ constante

Augmenter la surface de condensation des chaudières

Départ 80°C

Retour 30°C

T° rosée 55°C

� Chaudière condensation 2 piquages

� Chaudière condensation 3 piquages

� Chaudière condensation 4 piquages

Optimisation de la condensationSélectionner une chaudière à condensation adaptée

Optimisation de la condensationChaudières condensation 2 piquages

Adaptées aux circuits à lois d’eau égales ?

1

2

Murale

Optimisation de la condensationChaudières condensation 3 piquages

Concept gros volume

d’eau

Adaptées aux circuits à lois d’eau non égales ?

1

2

3Concept

échangeurs en série

+

Optimisation de la condensationChaudières condensation 4 piquages

1

2

3

4

Avec Condenseur séparé

Avec Condenseur intégré

2 piquages

3 piquages

4 piquages

Circuits à lois d’eau

identiques ?

Circuits à lois d’eau inégales ?

Quels types de circuits ?

Chaudière2/3/4 piquages

Optimisation de la condensationChaudières condensation universelle

Optimisation de la condensationEvolution du 4 piquages « traditionnel »

Raccordement hydraulique en direct :

- Sans découplage hydraulique

- Sans bypass du condenseur

- Sans contrôle de la T° retour

Optimisation de la condensationLe 4 piquages simplifié

EPCd

Schéma de principe

T°rosée55°C

Raccordement chaudière en 2 piquages

2 circuits régulés à loi d’eau différentes

80°C

5 m3/h

10 m3/h

2 m3/h7 m3/h51,4°C

26,5

27,4

60°C

116 kW

= 100 Th

116 kW

= 100 Th

80°C

30°C

22,2

30°C

22,2

40°C

5 m3/h

Rendement 104,8%

Retour Condenseur 51,4 à 26,5°C

16

80°C

28,7

Echangeur Principal

(EP)

Condenseur (Cd)

27,4

22,2

EPCd

Schéma de principe

Raccordement chaudière en 3 piquages

2 circuits régulés à loi d’eau différentes

80°C

5 m3/h

10 m3/h

2 m3/h

27,4

60°C

100 Th 100 Th

80°C

30°C

22,2

30°C

22,2

40°C

5 m3/h

60°C

27,4

Rendement 106,9%

Retour Condenseur 30 à 22,2°C

1

80°C

28,7

EP

Cd

EP

CdSchéma

de principe

Raccordement chaudière en 4 piquages

2 circuits régulés à loi d’eau différentes

Rendement 108,9%

Retour Condenseur 30 à 22,2°C

avec débit nominal PCBT

80°C

5 m3/h

10 m3/h

10 m3/h

60°C

100 Th 100 Th

80°C

30°C

22,2

40°C

60°C

27,4

30°C

32°C

22,253°C

26,5

6,7 m3/h

6

1,7 m3/h

1

80°C

28,7

EP

Cd

EPCd

Schéma de principe

Raccordement chaudière en 2 piquages

1 circuit HT° non régulé + 1 circuit régulé

80°C

5 m3/h

10 m3/h

2 m3/h7 m3/h51,4°C

77,4

78,7

60°C

100 Th

100 Th

80°C

30°C

22,2

30°C

22,2

40°C

5 m3/h

Rendement 97,8%

Retour Condenseur 51,4 à 77,4°C

0,15,1

80°C

80

EP

Cd

T°rosée55°C

78,7

22,2

EPCd

Schéma de principe

Raccordement chaudière en 3 piquages

1 circuit HT° non régulé + 1 circuit régulé

80°C

5 m3/h

10 m3/h

2 m3/h

78,7

60°C

100 Th

100 Th

80°C

30°C

22,2

30°C

22,2

40°C

5 m3/h

60°C

78,7

Rendement 104,8%

Retour Condenseur 30 à 22,2°C

0,1

80°C

80

EP

Cd

EP

Cd

Schéma de principe

Raccordement chaudière en 4 piquages

1 circuit HT° non régulé + 1 circuit régulé

Rendement 108,7%

Retour Condenseur 30 à 22,2°C

avec débit nominal PCBT

80°C

5 m3/h

10 m3/h

10 m3/h

60°C

100 Th

100 Th

80°C

30°C

22,2

40°C

60°C

78,7

30°C

32°C

22,453°C

77,7

6,6 m3/h

5,1

1,6 m3/h

0,1

80°C

80

22,9

EP

Cd

� � �

�

�

�

�

2 piquages 3 piquages 4 piquages

Types de Chaudières condensationTypes de circuits

!

�

une « 4 piquages » par une « 2 ou 3 piquages »,

Lors d’une rénovation, si vous remplacez

vous risquez de perdre en performance !

Quelle chaudière à condensation choisir ?

1ère conclusion

Lois d’eau égales

Lois d’eau non égales

Lois d’eau + Hte T° cte

Ex : 2 circuits radiateurs

Ex : 1 radiateur + 1 PCBT

Ex : 1 radiateur + 1 S-station

(108,9%)(-2%)(-4,1%)

(108,7%)(-3,9%)(-10,9%)

Quelle chaudière à condensation choisir ?

Analyse et résultats en un temps record !

OptiMax Design

Disponible sur www.atlantic-guillot.fr

Optimiser l’hydraulique et Maximiser la performance

de vos installations de chauffage en quelques clics !

Logiciel OptiMax Design

Introduction

Logiciel OptiMax Design

Plus qu’un logiciel !

Une aide à la conception …

Vous alerte si les caractéristiques de l’installation sont incompatibles

avec les conditions d’utilisation des générateurs !

Exemples :

- la puissance du circuit raccordé au condenseur doit être ≥ 15% de la puissance utile nominale

des générateurs,

- le débit d'eau dans l'échangeur principal doit être ≤ Pnom/10,

- la puissance totale appelée des circuits chauffage doit être inférieure à la puissance utile

nominale des générateurs.

Logiciel OptiMax Design

Données d’entrée de l’installation

Jusqu’à 5 circuits chauffage

Logiciel OptiMax Design

Circuits 80/60°C cst + 40/30°C rég.

Circuits à puissance

équivalente !

Logiciel OptiMax Design

Circuits 80/60°C rég. + 40/30°C rég.

Circuits à puissance

équivalente !

Anticiper la performance de vos installations

Analyse du logiciel OptiMax Design

Tendance du rendement utile global annuel ?

Pour différents régime de T° de circuits

Pour différents rapport de puissance entre circuits

Primaire HT° en

demande continue

Raccordement en 4 piquages recommandé

Optimisation de la condensationSélectionner une production ECS adaptée en 3 piquages

Gestion ECS sur pompe ou TOR

Optimisation de la condensationSélectionner une production ECS adaptée en 3 piquages

Optimisation de la condensationSélectionner une production ECS adaptée

Gestion ECS sur pompe ou TOR

Optimisation de la condensationSynthèse : une chaudière à condensation adaptée

� � �

�

�

�

�

2 piquages 3 piquages 4 piquages

Types de Chaudières condensationTypes de circuits

!

�

Lois d’eau égales

Lois d’eau non égales

Lois d’eau + Hte T° cte

Ex : 2 circuits radiateurs

Ex : 1 radiateur + 1 PCBT

Ex : 1 radiateur + 1 S-station

Gestion ECS sur pompe

Tout type d’ECS

4 piquages creuse l’écart en présence d’ECS !

Production ECS en 3 piquages = action sur pompe + stockage volume 10 minutes !

CFP avril 2011

Je vous remercie pour votre attention …