La fenêtre chauffante pour le chauffage périphérique des locaux

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1 La fenêtre chauffante pour le chauffage périphérique des locaux AGPI (avril 2008) Alain Moreau,ing., M.Sc.A. Institut de Recherche d Hydro Hydro-Québec Sylvain Caron, ing. CARON, BEAUDOIN ET ASSOCIÉS 1

2 Plan de la présentation ti 1. Description du produit (Alain Moreau) 2. Installation/opération du produit (Alain Moreau) 3. Performance énergétique et effets connexes (Alain Moreau) 4. Exemple d une application (Sylvain Caron) 5. Conclusion (Alain Moreau) 2

3 10D 1.0 Description du produit 3

4 Schéma d une fenêtre chauffante 4

5 Propriétés thermiques de différentes fenêtres Type de fenêtre Conductivité thermique W/m 2 / C SHGC (solar heat gain coefficient) Thermos clair Thermos énergétique 2 Fenêtre chauffante Verre clair + air + verre clair 2 Verre clair +argon + verre low-e 3 verre low-e + argon + verre low e 5

6 Température de surface du verre en fonction de la température externe 6

7 Température à la surface d une fenêtre chauffante - mesure 7

8 Avantages Confort Sans condensation/sans givre Sans bruit/sans entretien Gain d espace sous les fenêtres Simplicité de mise en œuvre et gestion simple du confort en périphérie p Réduction de l appel de puissance?? 8

9 2.0 Installation/opération de la fenêtre chauffante 9

10 Installation électrique branchement en parallèle 10

11 Installation électrique branchement en série 11

12 Positionnement des sondes de température X X X Une sonde de température par orientation et/ou local 12

13 Exemple: Installation de fenêtres chauffantes (salle à manger) 13

14 Exemple: Installation de fenêtres chauffantes (restaurant) 14

15 Exemple: Installation de fenêtres chauffantes (bureau) pas en fonction 15

16 Exemple: Installation de fenêtres chauffantes (piscine intérieure - extérieure) après avant 16

17 3.0 Performance énergétique et effets connexes 17

18 Bilan énergétique sur la saison de chauffage Thermos clair orientation nord 93 kwh/m kwh/m kwh/m 2 18

19 Bilan énergétique sur la saison de chauffage Thermos énergétique orientation nord 80 kwh/m 2 (93 kwh/m 2 ) 159 kwh/m 2 (282 kwh/m 2 ) 79 kwh/m 2 (189 kwh/m 2 ) 19

20 Bilan énergétique sur la saison de chauffage Thermos chauffant orientation nord 73 kwh/m 2 (93 kwh/m 2 ) 0 kwh/m 2 (282 kwh/m 2 ) 107 kwh/m 2 Electricité 181 kwh/m 2 20

21 Impact énergétique sur les besoins de chauffage Orientation nord 21

22 Impact énergétique sur les besoins de chauffage 22

23 Impact énergétique sur les besoins de climatisation 23

24 Doit aussi tenir compte des effets connexes des fenêtres chauffantes sur les besoins énergétiques 24

25 1. Meilleur confort près des fenêtres Pas d échange radiatif humain-fenêtre Pas de courant d air frais permet de maintenir la température ambiante à une valeur plus basse (entre 1 C et 3 C) une réduction de 1 C de la température ambiante permet de réduire de 5% le besoins de chauffage 25

26 2. Réduction de la stratification verticale des températures permet de réduire la température d air de retour du système de ventilation évaluation théorique avec Energy+ montre des économies variant entre 5 et 10% du besoin de chauffage 26

27 Stratification verticale des températures pour différents systèmes de chauffage 27

28 3. Evite la surchauffe des fenêtres due au chauffage périphérique conventionnel Contribue à réduire les déperditions thermiques par les fenêtres 28

29 Thermographie d un mur rideau chauffé avec une plinthe (Tfroid=-18 C) 20.7 C 23.5 C 13 C 28.8 C 29

30 Thermographie d un mur rideau chauffé avec des fenêtres chauffantes (Tfroid=-18 C) 21.6 C 30

31 Abaque pour déterminer la densité de puissance Densité de pussa puissance inférieure e à 15 W/pi 2 fenêtre est généralement suffisante au Québec 31

32 40E 4.0 Exemple d une application i Le Centre Immaculée Conception 32

33 Description de l installation ll ti Problématique à résoudre : Remplacer le système de ventilation existant qui ne contrôle pas le taux d humidité. Éviter la condensation sur les fenêtres Installation des fenêtres chauffantes Superficie des fenêtres (337 pi 2 ) Densité de puissance (9 W/pi 2 ) Puissance totale (3 kw) Température de consigne des fenêtres chauffantes (27 C- supérieur au point de rosée) Température dans l enceinte de la piscine (31 C) Sert de complément au système de ventilation 33

34 Comparaison avec la solution alternative avec les conduites de ventilation Air chaud soufflé sur les fenêtres N assure pas une absence totale de condensation sur les fenêtres Introduit les pertes de chaleur de l enveloppe dans le système de ventilation Doit être maintenu en fonction en tout temps. Fenêtres chauffantes Assure l absence de condensation Compense les pertes de l enveloppe au printemps et à l automne Permet de fermer la ventilation de la piscine en période inoccupée et de contrôler celle-ci à l aide d un humidstat Annule l effet de radiation froide en hiver 34

35 Détail de l installation ll ti 35

36 Détail de l installation ll ti (suite) 36

37 Détail de l installation ll ti (suite) 37

38 Détail de l installation ll ti (suite) 38

39 Détail de l installation ll ti (suite) 39

40 Vue de l installation L air chaud n a pas été soufflé sur les fenêtres pendant le projet. Déflecteurs placés à la sortie d air. 40

41 Température de surface du verre vs température extérieure 41

42 Puissance des fenêtres vs température extérieure 42

43 Coût des travaux Coût de la solution alternative avec conduite de ventilation autour des fenêtres Coût de la solution avec fenêtres chauffantes 43

44 Satisfaction Le client est totalement satisfait de l installation. Une rénovation générale de la piscine est en cours et les fenêtres chauffantes sont un des seuls éléments conservés. Avantages de la solution Économies d énergie Augmentation du confort Élimination de la condensation Aucun problème soulevé depuis la mise en marche Entretien Confort Opération 44

45 50C 5.0 Conclusion/recommandations i 45

46 Recommandations d utilisation Maintenir les fenêtres chauffantes à environ la même température que l air ambiant ou légèrement plus chaude; Sur l aspect énergétique, l utilisation des fenêtres chauffantes au nord, à l est et à l ouest est plus judicieux; 46

47 Conclusion Technologie qui offrent plusieurs avantages et ce, sans surcoût énergétique Confort Sans condensation/sans givre Sans bruit/sans entretien Gain d espace sous les fenêtres Simplicité de mise en œuvre et gestion simple du confort en périphérie 47

48 Conclusion Produits actuellement disponibles au Québec Actuellement, davantage un problème de prix et non pas un problème technique ou énergétique 48