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Le chauff Le chauf a f ge age Adapter le chauffage à eau chaude LES POSTES CONSOMMATEURS à la basse consommation : ET LES l’exemple du lotissement Les Santolines ÉQUIPEMENTS ASSOCIÉS Maître d’ouvrage : Drôme Aménagement Habitat
Localisation : Ancône (26)
Opération : Un bâtiment collectif – 4 logements Mode constructif : Maçonnerie d’agglomérés de béton isolée par l’extérieur Ubât = 0,39W.m-2.K-1 – Ecart Ubât/Ubâtref= 35,9 % Cep= 43,4 kWhep.m-2shon.an-1 – Ecart Cep/Cepref= 46,1 % Shon : 410 m2 – Date de livraison : Septembre 2010
Coût travaux du projet : 1245 HT/m2shon hors VRD Certification : BBC 2005 – Effinergie
Maîtrise d’oeuvre : Architecte : Evelyne & Charles Colomb Bureau d’études fluides : Cabinet Sidler
Spécificités de ce projet vis à vis du chauffage à eau chaude : En se basant sur l’exemple allemand, les chauffagistes français craignent que le label basse consommation favorise le chauffage aéraulique au dé- triment du chauffage à eau chaude. En effet, la réduction des besoins, as- sociée à la généralisation du double flux, offre une seconde vie au vecteur air. Néanmoins, le chauffage à eau chaude reste également une solution viable pour les bâtiments basse-consommation comme le montre l’exem- ple du bâtiment des Santolines. Les faibles débits hydrauliques induits par la basse consommation impo- sent toutefois des adaptations. La conception de l’installation doit être étudiée de manière à prévenir les risques d’embouage, améliorer la régu- lation de puissance et minimiser la consommation des circulateurs. L’exemple des Santolines montre que les solutions techniques adoptées pour le chauffage à eau chaude ne nécessitent aucune rupture technolo- gique et sont parfaitement reproductibles.
Adapter le chauffage hydraulique à la basse consommation La performance énergétique passe en premier lieu par l’optimisation de l’en- veloppe. Ce travail doit se faire sur la base de simulations thermiques dyna- miques en confrontant les besoins en chauffage, le confort d’été et le coût des solutions retenues. Pour ces logements, la puissance de chauffage installée est de 30 W/m2 habitable soit environ deux fois moins élevée que pour un bâ- timent RT2005. Compte-tenu des faibles puissances à émettre, les solutions à basse tempé- rature qui offrent de meilleurs rendements sont ainsi plus accessibles : · pompe à chaleur basse température (PAC BT), · radiateurs basse température ou planchers chauffants qui procurent, en outre, un meilleur confort. Les pertes du réseau de distribution ainsi que la précision de la régulation devien- nent également au même titre que la production des axes d’optimisation incon- tournables.


Le chauff Le chauf a f ge age La production Le choix de la production est multicritère.Toutes les possibilités d’approvisionnement énergétique du site ont été étudiées, le chauffage électrique par effet joule direct ne pouvant être retenu pour attein- LES POSTES dre les objectifs du label basse consommation. La pompe à chaleur (PAC) sur nappe adoptée, pour ce bâtiment a nécessité la rédaction d’une demande de titre V pour la prise en compte correcte du sys- CONSOMMATEURS tème par l’outil réglementaire pour la production d’ECS. ET LES Le bon dimensionnement ainsi qu’une régulation basée sur une température de départ basse et varia- ÉQUIPEMENTS ble sont essentiels pour optimiser les performances. Le commissionnement de l’installation doit égale- ment faire l’objet d’une prestation clairement définie. ASSOCIÉS
Un choix multicritère : Spécificités du projet : Site non desservi par le gaz naturel Existence d’une nappe à faible profondeur (4 mètres) Implantation de la chaufferie prévue dans les combles. Solutions énergétiques étudiées : AVANTAGES CONTRAINTES Solutions équivalentes en énergie primaire et émission de gaz à effet de serre Bois Res ource locale et renouvelable Silo annexé au local chauf erie Gestion régulière des approvisionnements énergie Energie unique pour le bâtiment PAC Pré-rafraichis ement estival de l’air Etude de sol approfondie avec repérage et sur nappe neuf par util sation de la nappe caractérisation de la nappe à réaliser 2 forages (prise et rejet) Etude comparative des solutions énergétiques extraite de la note énergétique en phase APD Solution retenue : PAC sur nappe car l’emplacement du local technique est peu adapté à l’intégration du silo. Cette solution a été validée par une étude de la ressource et de la pérennité du débit. Le pré-rafraichissement de l’air neuf n’a finalement pas été mis en oeuvre. La PAC est raccordée sur la nappe par l’intermédiaire d’un échangeur à plaques.
Un dimensionnement au plus juste : Calcul de déperditions précis selon NF 12831 : prise en compte des ponts thermiques de liaisons et structurels , Pas de surpuissance considérée pour la relance. Ballon tampon anti court-cycle indispensable : Les Santolines étant un petit collectif : PPAC = 12 kW soit 12 kWx15 l/kW=180 litres (200 litres installés).
Une température de production faible : Radiateurs basse température
Régime 45°C-35°C pour la température extérieure de base , Régulation en fonction de l’extérieur.




Le COP varie de 5,6 à 3,2 lorsque la température de production passe de 35°C à 55°C (pour une température de l’eau glycolée de 10°C) ­ Extrait des données techniques de la PAC ` Le choix d’un système avec PAC sur eau de nappe doit être fait au regard de deux critères im- portants : un COP élevé nécessairement lié à des émetteurs basse température et une profon- deur de nappe faible pour ne pas dégrader ce COP par une consommation de pompe de forage excessive.’ Pierre Cambon – Enertech


Le chauff Le chauf a f ge age La distribution Les pertes de la distribution doivent être minimisées notamment par le tracé d’un réseau court et bien calorifugé, ainsi que par le bon dimensionnement et le choix des circulateurs.
LES POSTES Avec un débit moyen par radiateur de 30 l/h (200 l/h par logement), le dimensionnement des tuyau- CONSOMMATEURS teries doit tenir compte des faibles vitesses de circulation pour éviter les dépôts de boue. Les gammes de tubes ne permettent pas toujours d’en respecter les limites basses. La prévention de l’embouage ET LES est essentielle pour assurer la pérennité des performances. ÉQUIPEMENTS ASSOCIÉS Tracé des réseaux de chauffage courts possible car : · Bâtiment compact , · Bonne performance des fenêtres, supprimant l’effet « paroi froide »
Implantation des radiateurs en allège inutile
optimisation des longueurs de tuyauteries. Isolation des réseaux très supérieure aux standards actuels : · Isolation des conduites de niveau classe 4 (classe 2 requise en RT2005) soit 30 mm si diamètre inférieur à DN32 et 40 mm si diamètre supérieur , · Calorifugeage
de
l’ensemble
des
organes
(vannes,
circula- teurs…) avec des coques adaptées , · Réhausse des leviers de vannes. Coques isolantes pour vannes Choix du circulateur :
· Circulateur à vitesse variable label A ,
Vitesse fixe proscrite car débits non adaptés et réseau à débit variable , · Point de fonctionnement nominal de l’installation calculé : 720 l/h, 1mCE. Dimensionnement des tuyauteries :
Une
vitesse
de
circulation
inférieure
à
0,2
m/s
ne
permet
pas
d’entraîner
les
boues
jusqu’aux organes dédiés à leur récupération. Elles se déposent dans les conduites générant une oxydation par aération différentielle. · Respect d’une vitesse limite basse supérieure à 0,2 m/s , · Sensibilisation des entreprises à la nécessité d’utiliser des petits diamètres. Prévention de l’embouage : Equipements prévus aux Santolines : · Dégazeur sur le ballon tampon en sortie de PAC · Pots à boue · Adoucisseur et pot d’introduction pour le traitement de l’eau · Compteur d’eau sur l’appoint du circuit de chauffage pour détecter d’éventuelles fuites. Traitement de l’eau Ces équipements permettent de traiter l’eau et d’assurer un suivi indispensable vis-à-vis de la prévention de l’embouage


Le chauff Le chauf a f ge age Une régulation terminale réactive et précise Sachant que pour un bâtiment basse consommation 1°C de chauffage supplémentaire se traduit par LES POSTES une augmentation des consommations de l’ordre de 15%, la régulation doit arrêter l’émission de cha- leur dès que la consigne est dépassée. Cela nécessite une mesure de la température précise et une CONSOMMATEURS bonne réactivité de l’installation de chauffage : la solution classique du robinet thermostatique n’est ET LES plus adaptée à ces nouvelles contraintes. ÉQUIPEMENTS ASSOCIÉS
Solution adoptée aux Santolines : La régulation centrale en fonction de l’exté- rieur adapte la température d’eau alimentant les
radiateurs.
Elle
permet
d’améliorer
le rendement et la régulation terminale. Celle-ci est assurée par une vanne à deux voies à moteur électrothermique comman- dée en tout ou rien par un thermostat d’am- biance.
La
vanne
est
placée
au
départ
de chaque radiateur, au niveau de la nourrice.
L’alimentation électrique du moteur engen- dre le chauffage d’une résistance qui provoque le mouvement de la tige par dilata- tion d’un fluide et donc l’ouverture de la vanne. La consommation électrique est nulle lorsque la vanne est en position fermée. Les radiateurs sont équipés de robinets manuels. Ils ne disposent pas d’organe d’équilibrage compte-tenu des faibles pertes de charge de la boucle.
Des thermostatiques aux moteurs électrothermiques pilotés par thermostat d’ambiance Robinets thermostatiques Moteurs électrothermiques et thermostats d’ambiance Température mesurée influencée par la tempé- Thermostat d’ambiance positionné de manière à rature d’eau de chauffage mesurer une température ambiante représentative Temps de réponse pouvant atteindre 40 minutes Ouverture/Fermeture en 3 minutes environ Dimensionnement
complexe
et
installation Vanne
2
voies
standard,
moteur
clipsé
et nécessitant
l’équilibrage
de
l’installation
rare- raccordement électrique du thermostat. ment appliqués dans la pratique Equilibrage hydraulique terminal non nécessaire Affichage qualitatif de la température Réglage sur une température de consigne Puissance électrique appelée d’environ 2W en Sans consommation électrique position ouverte Réalisé par le Costic