Petits immeubles et chauffage collectif

Petits immeubles et chauffage collectif

Raphaël CAPART
ICEDD

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

Les besoins nets en énergie

Enveloppe du bâtiment

Nombre d’habitants et habitudes

Performance des installations


Les besoins nets en énergie

Chauffage et eau chaude sanitaire

Pertes des système

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


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


Pertes - rendements

Chaque système de chauffage présente des pertes et
possède un rendement
une partie de l’énergie fournie est perdue lors de la transformation
=
la transformation se fait avec un certain rendement

Exemple :
une chaudière au mazout
consommant 10 litre de mazout
pour produire 80 kWh de chaleur
Énergie Chaleur
en entrée en sortie Rendement = 0.8 ou 80%
100kWh 80kWh

Pertes
20 kWh


Performances d’une installation type

production stockage distribution émission
régulation

Perte par les fumées :
chaleur et imbrulés (suies)

Pertes du à
l’absence ou à une
mauvaise régulation

Chaleur dans
combustible les locaux

Pertes à l’émission et à la régulation
Pertes au stockage Pertes à la distribution
Pertes à la production

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


Pertes à la production

Pertes par les fumée :
•Température élevée => perte de chaleur
Diminuées avec chaudière basse température ou à
condensation si 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 :
Une partie de la chaleur est directement perdue dans la chaufferie
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:
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 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


Pertes 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 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
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 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 chauffage

Circuits secondaires

• Distribution
– Étagée
Circuit primaire

– Conduites longues et de
diamètre importants Pertes à la distribution

– Nombreuse vannes


Améliorer 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


Bien 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
• 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 générateur

• Pour les chaudières:
– vérifier la présence d’un label, ils sont la garantie d’un
certain niveau de performance
haut rendement À condensation

Gaz

Mazout

– 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.

Remplacer la chaudière par une chaudière à condensation

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

• Dans les circuits :
éviter les retours chauds


Remplacer la chaudière par une 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
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 stockage

• Isoler ou remplacer le réservoir
– Se référer aux pertes d’entretient =
pertes pour maintenir l’eau à la
température souhaitée

Extrait d’une notice technique

– Ordre de grandeur
ballon de 1000 litre maintenu à 70 °C hors du volume protégé
Pertes de stockage [m3 de
Isolation Puissance de déperdition [W]
gaz / an]
Non isolé 3118 1796
Isolé 4cm laine minérale 347 200
Isolé 10 cm PUR 117 67


Isoler les conduites

1 m de conduite
non isolée à 70°C


Isoler 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’émission

• Placer des écrans réfléchissants
derrière les radiateurs

• Éviter le placement dans un
caisson

• Supprimer les allèges vitrées ou
déplacer les radiateurs


Régulation 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
basse
• Vannes thermostatiques moins sollicitées


Régulation 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
• Vannes 3 voies sur circuits
secondaires


Assurer 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
murs !"

FAUX !

Assurer 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 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
• 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’ambiance

• En collectif, problème du
local témoins

• Possibilité : un thermostat d’ambiance actionnant un vanne 2 voie de
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 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)
• Réduction de la consommation (estimée à 10%)
• Ne pas négliger la sensibilisation de l’usager


Mise 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 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
une douche : environ 40 litres d’eau et 2 kWh
• Eviter les équipements de luxe :
douches multi-jets, jacuzzi, etc.


Limiter les pertes de puisage

Le volume d’ECS contenue dans les conduites se refroidi
entre 2 puisages
=>
•Limiter la longueur des conduites
•Décentraliser la production
Idéalement, tous les points de
puisage à moins de 5 m de
l’appareil de production ou de
la boucle d’ECS

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


Boucles 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)
• Décentraliser la production


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 plaque

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


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