( ) Améliorer le chauffage. Roger Cadiergues L17. SOMMAIRE. Livraison avril 2009 (prochain livret le 7 mai 2009) 1. Introduction p.

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1 Roger Cadiergues ( ) Améliorer le chauffage L17. SOMMAIRE 1. Introduction p Les trois familles d actions Améliorer la distribution Le rendement de production Les voies de l amélioration 2. Les opportunités p. 5 Livraison avril 2009 (prochain livret le 7 mai 2009)

2 LA COLLECTION DevCad Livrets des précédentes livraisons : L00 : AuxiDev (8 janvier 2009) ; L01 : Le développement durable (8 janvier 2009) L02 : Le cadre DevCad (15 janvier 2009) ; L03 : Les plans énergétiques (22 janvier 2009) L04 : L insertion du solaire (29 janvier 2009) ; L05 : La biomasse énergie (5 février 2009) L06 : Les productions électriques (12 février 2009) L07 : La conception du neuf (19 février 2009) L08 : L amélioration de l existant (26 février 2009) L09 : Les analyses écoénergétiques (5 mars 2009) L10 : L éclairage (12 mars 2009) L11 : Les sources de lumière (19 mars 2009) L12 : Les calculs d éclairage (26 mars 2009) L13 : Améliorer l éclairage (2 avril 2009) L14 : Améliorer la ventilation générale (9 avril 2009) L15 : Améliorer la ventilation naturelle (16 avril 2009) L16 : Améliorer le bâti (23 avril 2009) Livrets prévus dans les prochaines livraisons : L18 : Les consommations de chauffage (7 mai 2009) L19 : Productions et consommation d eau chaude (14 mai 2009) L ACCES AUX MODULES AuxiDev, ET LEUR UTILISATION SONT GRATUITS, MAIS N OUBLIEZ PAS, AUPARAVANT, DE VOUS INSCRIRE La loi du 11 mars 1957 n autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l article 41, d une part que les «copies ou reproductions strictement réservées à l usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective», et d autre part que les analyses et courtes citations dans un but d exemple et d illustration «toute reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite». 2 Texte établi par Roger Cadiergues ( mars 2009)

3 1. INTRODUCTION Ce livret est consacré aux opportunités «chauffage» (interventions éventuelles), chacune marquée ECO5xx (xx = numéro d opportunité dans le livret) Pour améliorer le chauffage il existe trois axes essentiels d action : 1. Réduire la charge de chauffage 2. Réduire les pertes de distribution de chaleur 3. Augmenter l efficacité de production de chaleur. 1. Réduire la charge de chauffage Cette action porte sur deux points : 1.a. Réduire les besoins constructifs. en modulant mieux les débits de ventilation et en maîtrisant mieux les infiltrations, aspects traités aux livrets L14 (Améliorer la ventilation générale) et L15 (Améliorer la ventilation naturelle) ;. en améliorant l isolation des bâtiments, aspect traité au livret L16 (Améliorer le bâti) Les trois familles d actions 1.b. Réduire les besoins comportementaux, et ce au travers d interventions indiquées au chapitre 2.. en modérant les températures intérieures souhaitées par les occupants,. en rééquilibrant, éventuellement, l installation de chauffage afin d éviter les surchauffes locales inutiles. 2. Réduire les pertes de distribution Les pertes de distribution sont examinées plus en détail ci-dessous ( 1.02). Leur réduction peut faire également l objet d interventions listées au chapitre Réduire les pertes de production Les pertes de production sont examinées plus en détail ci-dessous ( 1.03). Leur réduction peut faire également l objet d interventions listées au chapitre Améliorer la distribution Ce qu est le rendement de distribution Lorsque la chaleur est produite centralement il faut en assurer la distribution aux locaux chauffés, généralement par conduits d air ou par réseau de tuyauteries transportant de l eau. Ces distributions introduisent généralement quelques pertes de chaleur aux traversées d espaces non chauffés. De sorte que l énergie transmise aux terminaux est inférieure à l énergie envoyée dans le réseau. Le rapport entre l énergie terminale et l énergie injectée centralement constitue ce qu il est courant d appeler le rendement de distribution. Plus les pertes de chaleur dans le réseau sont élevées plus le rendement de distribution est faible. Pour analyser ce rendement il est donc naturel d examiner les pertes de distribution. Ces pertes sont de deux formes :. ou bien il s agit de pertes de chaleur par les réseaux aérauliques si le chauffage est à air chaud,. ou bien il s agit de pertes de chaleur par le réseau hydronique si le chauffage est à eau chaude (nous excluons ici les chauffages à vapeur, devenus très rares). Les pertes dans les réseaux à air Les pertes de distribution aérauliques sont surrtout examinées avec la climatisation : reportez-vous au livret L22 (Améliorer les réseaux de climatisation). Les pertes dans les réseaux à eau Les pertes dans les réseaux hydroniques sont liées aux émission de tuyauteries chaudes (isolées ou non), et éventuellement aux accessoires que nous pouvons globalement assimiler à des réservoirs. L évaluation de c eds pertes peut être un pu longue : vous en trouverez les éléments essentiels au livret L18 (Les consommations de chauffgage). Le rendement de distribution Si, aux conditions de base du calcul des déperditions, P 0 [W] désigne l énergie à fournir aux terminaux, et si P dis [W] représente, dans les mêmes conditions, les pertes de distribution, le rendement de distribution est égal par définition, à : P 0 / (P 0 + P dis ). Vous en trouverez le calcul au livret L18. 3

4 Les systèmes de production de chaleur étant extrêmement variables, la prise en compte des rendements de production diffère fortement selon les systèmes. 1. En chauffage électrique par résistance le rendement de production est égal à En chauffage électrique par pompe à chaleur le rendement de production est égal au coefficient de per Le rendement de production formance, qui varie fortement selon les températures. 3. En chauffage adoptant des générateurs basés sur l emploi de la combustion, le rendement de production est assez variable. Des progrès sérieux ont été effectués ces dix à vingt dernières années : les valeurs que vous pouvez actuellement adopter sont indiquées au livret L18 (Les consommations de chauffage). Les solutions permettant d améliorer les performances des systèmes de chauffage s articulent normalement de la manière suivante, dans l ordre des démarches indiquées. 1. Maîtriser les débits et consommations de climatisation (livret L14 : Améliorer la ventilation générale), et maîtriser les pertes par infiltration ou renouvellement naturel d air (livret L15 : Améliorer la ventilation naturelle) Les voies de l amélioration 2. Réduire les déperditions à travers les parois de la construction (livret L16 : Améliorer le bâti). 3. Réduire la charge par une meilleure organisation des systèmes et par des interventions sur les automatismes et la gestion (ce livret : chapitre 2). 4. Améliorer l efficacité du réseau et augmenter le rendement de distribution (ce livret : chapitre 2). 5. Améliorer le rendement de production (ce livret : chapitre 2). 4

5 2. LES OPPORTUNITÉS Ce livret consacré aux opportunités en matière de chauffage fait souvent appel aux améliorations relevant des automatismes et de la gestion, lesquelles relèvent en principe di livret 18 (Améliorer les automatismes et la gestion). D où un certain nombre de répétitions (volontaires). CHAUFFAGE A EAU CHAUDE/AIR CHAUD Réduire la charge : mesures générales 501 ECO 501. RÉDUIRE LES TEMPÉRATURES PENDANT L OCCUPATION (voir comment le système fonctionne) 502 ECO 502. RÉDUIRE LA TEMPÉRATURE DES COULOIRS ET ESCALIERS D ACCÈS EXTÉRIEUR (surtout si le usagers sont déjà vêtus : 12 à 14 C peuvent suffire) 503 ECO 503. BIEN SURVEILLER LES TEMPÉRATURES INTÉRIEURES DES MAGASINS 504 ECO 504. RÉDUIRE LES TEMPÉRATURES DES ESPACES DE STOCKAGE 505 ECO 505. BIEN FERMER LES PORTES ENTRE ESPACES CHAUFFÉS ET ESPACES NON CHAUFFÉS (ce qui peut inclure des dispositifs examinés aux livrets L14, L15 et L16) 506 ECO 506. REDUIRE LE NOMBRE D ESPACES OCCUPÉS SIMULTANÉMENT (si le site s ouvre aux réunions du soir par exemple) 507 ECO 507. RÉDUIRE, ou ÉLIMINER LES EFFETS DE PAROIS FROIDES (amélioration de l isolation, déplacement des postes de travail, etc.) 508 ECO 508. AMÉLIORER LES APPORTS SOLAIRES (si des effets de construction ou d obstacles peuvent être corrigés) 5

6 509 ECO 509. RÉDUIRE LES TEMPÉRATURES INTÉRIEURES PENDANT L INOCCUPATION (exemple : 10 C au thermostat) Réduire la charge : les automatismes de distribution 510 ECO 510. POSE D UNE RÉGULATION EN FONCTION DE LA TEMPÉRATURE EXTÉRIEURE (avec ou sans programmation selon les cas) 511 ECO 511. POSE D UNE RÉGULATION PAR FACADE (généralement avec sonde d ensoleillement oui de vent) 512 ECO 512. POSE D UN THERMOSTAT D AMBIANCE (programmable si l espace concerné le justifie) 513 ECO 513. DÉPLACER LES THERMOSTATS VERS LES ZONES CRITIQUES si les thermostats existant sont mal placés 514 ECO 514. POSE DE ROBINETS THERMOSTATIQUES (sur chauffage à eau chaude, par émetteur) 515 ECO 515. POSE D UNE HORLOGE PROGRAMMABLE D INTERMITTENCE (sur une régulation existante et si l espace chauffé le rand valable) 516 ECO 516. INSTALLER DES MINUTERIES OU DES RÉGULATIONS CHRONOMETRIQUES (pour réduire les températures la nuit ou aux périodes d inoccupation en sites professionnels) 517 ECO 517. INSTALLER DES PROTECTIONS POUR ÉVITER LES USAGES ABUSIFS DES AUTOMATISMES en particulier des thermostats 518 ECO 518. AJOUTER DES THERMOSTATS DANS LES ZONES INDIVIDUALISABLES lorsque le système le permet Réduire la charge : mesures générales 519 ECO 519. MISE EN PLACE D UNE GESTION TECHNIQUE (GTB) (si le volume et la conception d ensemble le justifient) 520 ECO 520. FAIRE ADOPTER UN CONTRAT DE MAINTENANCE-ENTRETIEN 6

7 Améliorer la distribution : circuits hydroniques 521 ECO 521. REDÉCOUPER LA RÉPARTITION DES CIRCUITS (généralement e, les multipliant pour mieux s adapter aux différents groupes de locaux) 522 ECO 522. LIMITER LA TEMPÉRATURE D EAU ( surtout avant placement de chaudières basse température ou à condensation) 523 ECO 523. NETTOYER LES RADIATEURS, CONVECTEURS, etc. 524 ECO 524. NE PAS PERTURBER LES CIRCUITS D AIR DES EMETTEURS (radiateurs, convecteurs, etc) 525 ECO 525. AMÉLIORER LA POSITION DES ÉMETTEURS (s ils sont placés devant une paroi froide : isoler au mieux) 526 ECO 526. UTILISER ÉVENTUELLEMENT DES ÉMETTEURS ÉLECTRIQUES LOCAUX (dans les zones spéciales : couper les autres émetteurs) 527 ECO 527. RÉPARER, OU AMÉLIORER L ISOLATION THERMIQUE DES TUYAUTERIES (chauffage à eau chaude) 528 ECO 528. VÉRIFIER LA PURGE, ÉVENTUELLEMENT PURGER LES CIRCUITS HYDRONIQUES (surtout aux deniers niveaux) 529 ECO 529. REFAIRE L ÉQUILIBRAGE si la répartition des températures est inadéquate 530 ECO 530. DÉSEMBOUER LES CIRCUITS D EAU CHAUDE 531 ECO 531. ASSURER RÉGULIÈREMENT LE DETARTRAGE 7

8 532 ECO 532. FAIRE FONCTIONNER LES POMPES PAR TEMPS FROID (dès que la température d ambiance peut être inférieure à 2 C) 533 ECO 533. RÉDUIRE LA VITESSE D EAU (ÉCONOMIE D ÉNERGIE AUX POMPES) (par modification de diamètres) 534 ECO 534. RÉDUIRE LES RÉSISTANCES A L ÉCOULEMENT DE L EAU (économie d énergie aux pompes) 535 ECO 535. INSTALLER, OU RÉAJUSTER UN AUTOMATISME PROGRAMMABLE SUR LES POMPES pour réduire le fonctionnement hors occupation 536 ECO 536. INSTALLER UN AUTOMATISME PROGRAMMABLE SUR LES VANNES AUTOMATIQUES pour réduire le fonctionnement hors occupation Améliorer la distribution : circuits aérauliques 540 ECO 540. VEILLER A LIMITER LA TEMPÉRATURE D AIR CHAUD (65 C Maximum en première approche) 541 ECO 541. EN CHAUFFAGE À AIR CHAUD À MODULATION DE DEBIT MODULER EGALEMENT LES EXTRACTIONS 542 ECO 542. REMPLACER UN SYSTEME À AIR CHAUD À CIRCULATION NATURELLE par un système pulsé 543 ECO 543. RÉPARER, OU AMELIORER L ISOLATION THERMIQUE DES CONDUITS D AIR (chauffage à air chaud) 544 ECO 544. AMÉLIORER L ISOLATION THERMIQUE DES UNITES DE TOITURE (ROOFTOPS) (atteindre au moins 4 m² K/W) 545 ECO 545. RÉPARER, OU RÉALISER L ISOLATION THERMIQUE DES EQUIPEMENTS (vannes, etc.) 8

9 546 ECO 546. RÉOPTIMISER LE SOUFFLAGE DES AÉROTHERMES (horizontalement à grande vitesse dans les grands espaces, vers le sol dans les autres espaces) 547 ECO 547. ÉQUILIBRER/REÉQUILIBRER LES CIRCUITS D AIR CHAUD 548 ECO 548. NETTOYER REGULIÈREMENT LES CIRCUITS D AIR (en chauffage par air chaud) 549 ECO 549. RÉDUIRE LA VITESSE D AIR (ÉCONOMIE D ÉNERGIE AU VENTILATEUR) (par modification de diamètres) 550 ECO 550. RÉDUIRE LES RÉSISTANCES A L ÉCOULEMENT DE L AIR (économie d énergie aux ventilateurs) 551 ECO 551. VÉRIFIER LE BON FONCTIONNEMENT DES VENTILATEURS (surtout dans les aérothermes et ventiloconvecteurs) 552 ECO 552. RÉDUIRE LA VITESSE DE VENTILATEUR DÈS QUE D AUTRES MESURES LE RENDENT POSSIBLE 553 ECO 553. CHANGER LE MOTEUR SI LA CHARGE EST INSUFFISANTE (moins de 40 % de la charge prévue pour le moteur par son constructeur) 554 ECO 554. NETTOYER REGULIÈREMENT LES FILTRES dans les systèmes à air chaud 555 ECO 555. METTRE EN PLACE DE NOUVEAUX FILTRES (réduit les pertes de charge) 556 ECO 556. INSTALLER DES MANOMÈTRES POUR SURVEILLER LA PERTE DE CHARGE DES FILTRES 9

10 Améliorer la production 560 ECO 560. BIEN RAMONER ET NETTOYER LES CIRCUITS DE COMBUSTION (élimination de tous les dépôts) 561 ECO 561. VÉRIFIER RÉGULIÈREMENT LE RÉGLAGE DU BRULEUR (au moins 10 % de CO2 à plein régime, température de fumées largement en-dessous de 200 C) 562 ECO 562. AJUSTER CORRECTEMENT LE BRÛLEUR AU RÉGIME DE CHAUFFAGE (trop élevé : cycles répétés et dépenses excessives, trop faible : difficile à conduire) 563 ECO 563. ÉVITER/REMPLACER LES GÉNÉRATEURS SURDIMENSIONNÉS ( précaution à prendre surtout en cas de changement de générateur : basse température, condensation, etc.) 564 ECO 564. AUX RÉGIMES RÉDUITS FAIRE FONCTIONNER UN SEUL GÉNÉRATEUR (ne pas mettre plusieurs générateurs en parallèle aux régimes réduits) 565 ECO 565. INSTALLER, OU RÉAJUSTER UN AUTOMATISME PROGRAMMABLE SUR LES GÉNÉRATEURS pour réduire les températures intérieures hors de l occupation 566 ECO 566. UTILISER L AIR D EXTRACTION POUR AIR DE COMBUSTION (si c est possiblez : système simple de préchauffage d air de combustion 567 ECO 567. VÉRIFIER LA TEMPÉRATURE DES FUMÉES (très ecessive si elle dépasse 150 C) 568 ECO 568. VÉRIFIER L ETANCHÉITÉ DES CIRCUITS DE COMBUSTION (portes, sctions, etc.) 569 ECO 569. SUPPRIMER LES FUITES DANS LES CONDUITS DE FUMÉES (essentiel si tirage naturel) 570 ECO 570. ARRÊTER LES FLAMMES PILOTES PENDANT LES ARRÊTS PROLONGÉS 571 ECO 571. ASSURER L ARRÊT AUTOMATIQUE DES REGISTRES DE TIRAGE (quand le brûleur est à l arrêt) 10

11 572 ECO 572. CONTRÔLER REGULIEREMENT LA COMBUSTION 573 ECO 573. SUPPRIMER LES FONCTIONNEMENTS EN CYCLES COURTS 574 ECO 574. MODULER VALABLEMENT LE RÉGIME DE COMBUSTION (surtout si les besoins sont très variables au cours de la saison de chauffage) 575 ECO 575. MODIFIER LE GÉNÉRATEUR EN CAS DE TEMPÉRATURE DE FUMÉES EXCESSIVE (schématiquement au-dessus de 150 C) 576 ECO 576. UTILISER DES GÉNÉRATEURS MODULAIRES (METTRE EN PARALLÈLE) surtout si les charges sont très variables 577 ECO 577. VÉRIFIER LA PURGE D AIR REGULIÈRE DANS LES GÉNÉRATEURS 578 ECO 578. RECTIFIER LES CIRCUITS POUR ÉVITER L ALIMENTATION EN EAU D UN GÉNÉRATEUR ARRÊTÉ 579 ECO 579. INSTALLER OU VÉRIFIER LA RÉGULATION DE TIRAGE 580 ECO 580. EN FIOUL, REMPLACER LES DISPOSITIFS À VAPEUR PAR DES DISPOSITIFS ATOMISEURS 581 ECO 581. ENVISAGER UN ADDITIF SUR LE FIOUL (pour améliorer la combustion, éliminer l eau du stockage, réduire la suie et les dépôts) 582 ECO 582. EN FIOUL VÉRIFIER L INTÉRET D UN CONTRÔLE AUTOMATIQUE DE VISCOSITÉ (sur installation importante au fioul lourd) 583 ECO 583. AMÉLIORER L ISOLATION THERMIQUE DES GÉNÉRATEURS (sur les systèmes plus ou moins anciens) 584 ECO 584. FAIRE EN SORTE QUE CHAQUE GÉNÉRATEUR FONCTIONNE À AU MOINS 75 % DE SA PUISSANCE (si l installation est d importance suffisante) 585 ECO 585. RÉDUIRE LA TEMPÉRATURE LIMITE A l ARRÊT (éventuel : de l ordre de 30 à 35 C par exemple) 11

12 5xx ECO 5xx. EN CAS DE BRANCHEMENT SUR CHAUFFAGE URBAIN EN REVOIR LE ROLE CHAUFFAGE ELECTRIQUE 586 ECO 586. REMPLACER DES CONVECTEURS SURPUISSANTS (réduire la puissance souscrite) 587 ECO 587. REMPLACER LES CONVECTEURS OU AUTOMATISMES VETUSTES 588 ECO 588. REMPLACER DES AUTOMATISMES VETUSTES 589 ECO 589. INSTALLER DES DÉTECTEURS DE PRÉSENCE 590 ECO 590. INSTALLER DES CONTACTS DE FEUILLURE AUX FENÊTRES pour coupure lors d ouverture de fenêtre 591 ECO 591. INSTALLER DES LIMITEURS FONCTION DE LA TEMPÉRATURE EXTÉRIEURE 592 ECO 592. INSTALLER DES AUTOMATISMES SUR COURANT PORTEUR 593 ECO 593. INSTALLER DES DÉLESTEURS en liaison avec les autres équipements électriques 594 ECO 594. INSTALLER UN COMPTEUR DIVISIONNAIRE POUR LE CHAUFFAGE 595 ECO 595. FAIRE ADOPTER UN CONTRAT DE MAINTENANCE-ENTRETIEN 12

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