Petits immeubles et chauffage collectif

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Droits réservés Petits immeubles et chauffage collectif – Raphaël CAPART - ICEDD Le 25 septembre 2012 - Page 1

Raphaël CAPART

ICEDDICEDDICEDDICEDD

Les besoins nets en énergieLes besoins nets en énergieLes besoins nets en énergieLes besoins nets en énergie

Enveloppe du bâtiment

Nombre d’habitants et habitudes


Nombre d’habitants et habitudes

Performance des installations

Les besoins nets en énergieLes besoins nets en énergieLes besoins nets en énergieLes besoins nets en énergie

Chauffage et eau chaude sanitaire


Énergie « que l’on paie »combustible, électricité, (chaleur)

Pertes des système

Eviter l’électricité pour produire de la chaleurEviter l’électricité pour produire de la chaleurEviter l’électricité pour produire de la chaleurEviter l’électricité pour produire de la chaleur

• Le rendement pour transformation de l’énergie primaire (p.ex. combustible fossile) en électricité est faible et il existe également des pertes au niveau du transport

=> Il vaut mieux bruler du gaz dans une bonne chaudière à condensation plutôt que d’utiliser ce gaz pour produire de l’électricité qui produira à son tour de la chaleur


l’électricité qui produira à son tour de la chaleur

• Le coût du kWh électrique est plus élevé (plus du double) par rapport à la plupart des autres sources d’énergie

Pertes Pertes Pertes Pertes ---- rendementsrendementsrendementsrendements

Chaque système de chauffage présente des pertes et possède un rendementune partie de l’énergie fournie est perdue lors de la transformation

=

la transformation se fait avec un certain rendement


Exemple :

une chaudière au mazoutconsommant 10 litre de mazoutpour produire 80 kWh de chaleur

Énergie en entrée100kWh

Chaleur en sortie 80kWh

Pertes20 kWh

Rendement = 0.8 ou 80%

Performances d’une installation Performances d’une installation Performances d’une installation Performances d’une installation typetypetypetype

Perte par les fumées :chaleur et imbrulés (suies)

Pertes du à l’absence ou à une mauvaise régulation

production stockage distribution émissionrégulation


Pertes à la productionPertes au stockage Pertes à la distribution

Pertes à l’émission et à la régulation

Rendement de production Rendement de stockage Rendement de distribution Rendement d’émissionXX X Rendement global=

combustibleChaleur dans les locaux

Pertes à la productionPertes à la productionPertes à la productionPertes à la production

Pertes par les fumée :Pertes par les fumée :Pertes par les fumée :Pertes par les fumée :•Température élevée => perte de chaleur

Diminuées avec chaudière basse température ou à condensation sisisisi la température de retour est suffisamment basse

•Imbrulés (suies) => perte d’une partie de l’énergie contenue dans le combustible

Diminuées si le brûleur est bien réglé et entretenu

Pertes vers l’ambiance :Pertes vers l’ambiance :Pertes vers l’ambiance :Pertes vers l’ambiance :Une partie de la chaleur est directement perdue dans la chaufferie au travers des parois de la chaudière


au travers des parois de la chaudière•Les chaudières moderne sont bien isolées et minimisent ces pertes. •Eventuellement isoler une très ancienne chaudière.

Pertes à l’arrêt:Pertes à l’arrêt:Pertes à l’arrêt:Pertes à l’arrêt:Une chaudière fonctionne souvent de manière intermittente, lors des périodes d’arrêt, les pertes à l’ambiance se poursuivent et il existe des pertes par balayage (air froid traversant la chaudière vers la cheminée)

•Une chaudière bien dimensionnée, un brûleur 2 allures ou modulant minimisent les temps d’arrêt•Un clapet à fermeture automatique coupe l’arrivé d’air à l’arrêt

Pertes au stockagePertes au stockagePertes au stockagePertes au stockage

• Ballon tampon rare pour le chauffage mais un ballon de stockage est souvent présent pour l’eau chaude sanitaire

• Déperdition par les parois vers l’ambiance

=> isolation


=> isolation

Pertes à la distributionPertes à la distributionPertes à la distributionPertes à la distribution

• Conduites dans les locaux non chauffés

Chaufferies, trémies, etc

• Conduites dans les locaux chauffés

Surchauffe => pertes

• Pertes d’autant plus importantes que


– Les conduites sont longues

– Les diamètres sont importants

– La température de l’eau est élevée

• Pour les réduire

=> isolation (et température glissante)

Pertes à l’émission et à la régulationPertes à l’émission et à la régulationPertes à l’émission et à la régulationPertes à l’émission et à la régulation

• Pertes à l’émission :

Radiateurs rayonnants au travers de murs mal isolés ou d’allèges vitrées

=>panneaux réfléchissants, déplacement des radiateurs

• Pertes à la régulation


• Pertes à la régulation

toute surchauffe par rapport à une température souhaitée en un endroit précis à un moment donné constitue une perte

=> vannes thermostatique, régulateur climatique, etc.

Spécificités des installations collectives pour le chauffageSpécificités des installations collectives pour le chauffageSpécificités des installations collectives pour le chauffageSpécificités des installations collectives pour le chauffage

Chaudière multiples

la puissance de chauffage est souvent assurée par plusieurs chaudières=> nécessité d’une régulation particulière (en cascade ou en parallèle)


Spécificités des installations collectives pour le chauffageSpécificités des installations collectives pour le chauffageSpécificités des installations collectives pour le chauffageSpécificités des installations collectives pour le chauffage

• Distribution

– Étagée

– Conduites longues et de diamètre importants

Circuit primaire

Circuits secondaires

Pertes à la distribution


diamètre importants

– Nombreuse vannesPertes à la distribution

Améliorer la combustionAméliorer la combustionAméliorer la combustionAméliorer la combustion

• Faire entretenir et régler la chaudière

– Maintient d’un combustion optimale

– Nettoyage pour garantir un bon échange de chaleur

• Remplacer le brûleur par un brûleur 2 allures ou modulant

=> limite les pertes à l’arrêt


=> limite les pertes à l’arrêt

Bien dimensionner la générateur de chaleurBien dimensionner la générateur de chaleurBien dimensionner la générateur de chaleurBien dimensionner la générateur de chaleur

• Le générateur (chaudière, PAC, etc.) doit être bien dimensionné par rapport aux besoins

– Il fonctionnera plus souvent dans les conditions nominale

– On limite les pertes à l’arrêt

Attention : après des travaux d’isolation, la puissance installée sera devenue trop importante


installée sera devenue trop importante

• Le dimensionnement est réalisé pour les conditions extérieures les plus froides

⇒Surdimensionné pour la plus grande partie de la période de chauffe => intérêt d’un appareil modulant

• Il est possible de réduire la puissance de certain brûleurs, de le remplacer, de mettre à l’arrêt une des chaudières

Bien choisir le générateurBien choisir le générateurBien choisir le générateurBien choisir le générateur

• Pour les chaudières:

– vérifier la présence d’un label, ils sont la garantie d’un certain niveau de performance

Gaz

haut rendement À condensation


– Comparer les rendements à 30%.Ce rendement reflète au mieux le rendement saisonnier que l’on peut attendre d’un appareil au cours d’une saison de chauffe complète.

Mazout

Remplacer Remplacer Remplacer Remplacer la chaudière par la chaudière par la chaudière par la chaudière par une chaudière à condensationune chaudière à condensationune chaudière à condensationune chaudière à condensation

• Récupération de chaleur supplémentaire par condensation de la vapeur d’eau des fumées


• Dans les circuits : éviter les retours chauds

Remplacer Remplacer Remplacer Remplacer la chaudière par la chaudière par la chaudière par la chaudière par une chaudière à condensationune chaudière à condensationune chaudière à condensationune chaudière à condensation

• Nécessite un température de retour basse pour condenser et donc idéalement des systèmes d’émission basse température mais :

• Reste plus efficace même sans la condensation car l’échangeur de chaleur est très grand, la chaudière est très bien isolée et étanche à l’air

• Si la régulation est en température glissante, durant une partie de


• Si la régulation est en température glissante, durant une partie de la période de chauffe, les conditions de condensation seront rencontrées

• Points d’attention– Tubage étanche de la cheminée résistant à l’humidité et à la corrosion

– Évacuation des condensats

Réduire les pertes au stockageRéduire les pertes au stockageRéduire les pertes au stockageRéduire les pertes au stockage

• Isoler ou remplacer le réservoir

– Se référer aux pertes d’entretient = pertes pour maintenir l’eau à la température souhaitée


– Ordre de grandeur ballon de 1000 litre maintenu à 70 °C hors du volume protégé

Extrait d’une notice technique

Isolation Puissance de déperdition [W]Pertes de stockage [m3 de

gaz / an]

Non isolé 3118 1796

Isolé 4cm laine minérale 347 200

Isolé 10 cm PUR 117 67

Isoler les conduitesIsoler les conduitesIsoler les conduitesIsoler les conduites


1 m de conduite

non isolée à 70°C

Isoler les conduitesIsoler les conduitesIsoler les conduitesIsoler les conduites

Exemple : exigences d’isolation PEB chauffage

D’environ 3 cm pour des conduite DN10 jusqu’à environ 7 cm pour des conduite DN100, avec un très bon isolant (λ=0.035)


Améliorer l’émissionAméliorer l’émissionAméliorer l’émissionAméliorer l’émission

• Placer des écrans réfléchissants derrière les radiateurs

• Éviter le placement dans un caisson


caisson

• Supprimer les allèges vitrées ou déplacer les radiateurs

Régulation en température glissanteRégulation en température glissanteRégulation en température glissanteRégulation en température glissante

• La température de l’eau de chauffage est régulée en fonction de la température extérieure

– Avantages :• Optimisation des performance des chaudières

=>plus grande récupération de chaleur à la chaudière : condensation, température des fumées plus basse

• Moins de pertes dans la distribution car la température est plus


• Moins de pertes dans la distribution car la température est plus basse

• Vannes thermostatiques moins sollicitées

Régulation en température glissanteRégulation en température glissanteRégulation en température glissanteRégulation en température glissante

– Mise en œuvre

• Sonde de mesure de la température extérieure, placée à l’abri du rayonnement direct du soleil (façade nord)

• Régulateur climatique pour réguler la chaudière ou les circuits secondaires


secondaires

• Vannes 3 voies sur circuits secondaires

Assurer un ralenti nocturneAssurer un ralenti nocturneAssurer un ralenti nocturneAssurer un ralenti nocturne

"Cela ne sert à rien de couper le chauffage durant la nuit, la chaleur économisée est repayée en début de journée suivante pour recharger les


début de journée suivante pour recharger les murs !"

FAUX !

Assurer un ralenti nocturneAssurer un ralenti nocturneAssurer un ralenti nocturneAssurer un ralenti nocturne

ECONOMIE D’ENERGIE


• Mise en œuvre :– Au niveau du régulateur climatique => abaissement de la température de l’eau durant la nuit

– Via un thermostat d’ambiance programmable (rare en collectif)

Placer des vannes thermostatiquesPlacer des vannes thermostatiquesPlacer des vannes thermostatiquesPlacer des vannes thermostatiques

• Régulation pièce par pièce de la température

– Évite les surchauffes dues• Aux gain solaires

• Aux apport internes (habitants, cuisine, appareils, etc)

qui sont variables suivant les pièces et le moment de la journée


journée

• Attention au placement

– La vanne doit pouvoir mesurer la température du local (éviter de la couvrir, de la placer proche d’une source de chaleur, etc.)

• L’occupant peut agir sur sa consommation de chauffage

Thermostat d’ambianceThermostat d’ambianceThermostat d’ambianceThermostat d’ambiance

• En collectif, problème dulocal témoins

• Possibilité : un thermostat d’ambiance actionnant un vanne 2 voie de l’alimentation du circuit de l’appartement


l’alimentation du circuit de l’appartement

• Il existe des systèmes intégrés permettant de gérer automatiquement et individuellement la fourniture de chaleur (chauffage et ECS) depuis un circuit principal

Mise en place d’un décompte individuelMise en place d’un décompte individuelMise en place d’un décompte individuelMise en place d’un décompte individuel

• Dispositif de mesure de la quantité de chaleur consommée par chaque logement

• Responsabilise les usagers et les incite à se comporter en « bon père de famille »

• Nécessite des moyens d’action de l’usager sur l’installation (p.ex. vannes thermostatique)


l’installation (p.ex. vannes thermostatique)

• Réduction de la consommation (estimée à 10%)

• Ne pas négliger la sensibilisation de l’usager

Mise en place d’un décompte individuelMise en place d’un décompte individuelMise en place d’un décompte individuelMise en place d’un décompte individuel

• Différents systèmes existent

– Calorimètre individuels placés sur les radiateurs, à évaporation ou électroniques


– Compteurs de chaleur placés en entrée de chaque logement qui mesurent les débits et la différence de entre le départ et le retour du chauffage

ECS : limiter les besoinsECS : limiter les besoinsECS : limiter les besoinsECS : limiter les besoins

• Placer des limiteurs de débit, des butée économiques, des mousseurs

• Réduire la pression générale d’alimentation

• Préférer les douches aux bains

Un bain : environ 140 litres d’eau et 7kWh


Un bain : environ 140 litres d’eau et 7kWh

une douche : environ 40 litres d’eau et 2 kWh

• Eviter les équipements de luxe : douches multi-jets, jacuzzi, etc.

Limiter les pertes de puisageLimiter les pertes de puisageLimiter les pertes de puisageLimiter les pertes de puisage

Le volume d’ECS contenue dans les conduites se refroidi entre 2 puisages

=>

•Limiter la longueur des conduites

•Décentraliser la productionIdéalement, tous les points de


Idéalement, tous les points de puisage à moins de 5 m de l’appareil de production ou dela boucle d’ECS

•Placer une boucle de circulation ? À voir au cas par cas, souvent nécessaire pour le confort

Boucles d’ECSBoucles d’ECSBoucles d’ECSBoucles d’ECS

Circulation permanente à température élevée

le rendement de la boucle peut être de 20 % seulement dans les cas les plus défavorables

=>• Isoler les conduites

• Réduire le temps de fonctionnement (arrêt nocturne)


• Réduire le temps de fonctionnement (arrêt nocturne)

• Décentraliser la production

ECS : production centralisée ou décentralisée ?ECS : production centralisée ou décentralisée ?ECS : production centralisée ou décentralisée ?ECS : production centralisée ou décentralisée ?

Ce choix doit être effectué au cas par cas

Dans l’absolu, il est difficile de recommander préférentiellement une installation avec une boucle de circulation très bien conçue et très bien isolée plutôt qu’une installation composée de chauffe-eau au gaz très performants pour chaque logement


ECS : isoler l’échangeur à plaqueECS : isoler l’échangeur à plaqueECS : isoler l’échangeur à plaqueECS : isoler l’échangeur à plaque

• En présence d’un échangeur à plaques pour la production d’ECS => isoler


Documents

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