ENSEIGNEMENTS SUR LE POSTE CHAUFFAGE

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1 JOURNEE TECHNIQUE : Enseignements des campagnes de suivi et d évaluation de 14 opérations démonstratrices instrumentées en Rhône Alpes ENSEIGNEMENTS SUR LE POSTE CHAUFFAGE Jean Louis ROCHE 29 avril 2015 à Villeurbanne En partenariat avec : Ville et Aménagement Durable 19 rue Victorien Sardou LYON associationvad@orange.fr amenagement durable.org

2 Programme 1. Bilan énergétique 2. En résumé 3. Exemples de préconisations 4. Focus Des habitudes de dimensionnement à remettre en cause Les circulateurs à l écoute du bâtiment 2

3 Bilan énergétique Logement Bureau kwh/m² SHON.an PAC PAC kwh/m² SHON. an PAC PAC PAC kwh/m² SHON.an Enseignement et petite enfance Chauffage Energie finale Chauffage Energie primaire Sur ce panel, consommations de chauffage comprises entre : 40 et 65 kwhep/m² SHON.an (14 pour l opération avec PAC sur nappe) en LOGEMENT 30 et 70 kwhep/m² SHON.an pour les opérations avec chaudière (10 à30 kwhep/m² SHON.an pour les opérations avec PAC) en BUREAU égales à : 70 (crèche) et 56 kwhep/m² SHON.an (groupe 3 scolaire)

4 En résumé Réduction du poste chauffage Traitement poussé de l enveloppe Amélioration des performances des équipements de production et d émission mais associée à Une complexité croissante Surconsommation des auxiliaires, problèmes de maintenance, inconforts Des «approximations" qui deviennent aujourd'hui impactantes (réglage d'une loi d'eau, asservissement circulateur, programmation, ) Adaptation nécessaire : Nouvelles habitudes de conception Qualité de la mise en œuvre Implication de l exploitant Information et sensibilisation des occupants 4

5 Exemples de préconisations Conception Constitution et étanchéité à l'air de l enveloppe Dimensionnement des équipements et organes de régulation, prise en compte de l inertie Tracé des réseaux Programmation adaptée à la demande et aux usages Asservissement des circulateurs Réalisation Mise en œuvre des réseaux et qualité du calorifugeage Formation des entreprises à l étanchéité à l air Mise en service Exploitation Vérification des points de réglage Ajustement des débits Vérification des organes de suivi (compteurs, ) Coupure des réseaux hydrauliques et aérauliques spécifiques Sensibilisation des usagers Vigilance sur l'exploitation des équipements non standards 5

6 Des habitudes de dimensionnement à remettre en cause Diagnostic norme NF EN de mars 2004 (dimensionnement et prise en compte de l intermittence) + prod. ECS + prise en compte pertes (prod, régul, distrib, ) + «marge de sécurité» Surdimensionnement et faibles taux de charge Pistes d évolution Dimensionner sur la température extérieure de base, mais en période d occupation, donc avec une prise en compte des apports internes Dimensionner à l aide d une simulation thermique dynamique Tenir compte d un possible «effacement» de certains circuits pendant un temps limité (chauffage en faveur de l ECS, statique en faveur du dynamique) Supprimer les ralentis en période d inoccupation si le bâtiment possède une forte inertie, au moins pendant les périodes de forte rigueur climatique, ou pendant les périodes d inoccupation courtes 6

7 Des habitudes de dimensionnement à remettre en cause Zoom opération L3 15 logts Minergie 74 Puissance installée (80 kw) jamais utilisée en totalité Chaudière largement surdimensionnée. Courbes de fréquences cumulées de la puissance de chauffage et d'ecs appelée pendant la période de chauffe source ENERTECH Une puissance de 50 kw (voire moins) associée à une bonne gestion de la charge entre chauffage et ECS (par délestage du chauffage) aurait suffi 7

8 Les circulateurs à l écoute du bâtiment Diagnostic Bâtiments de moins en moins consommateurs en chauffage ou rafraîchissement, mais des postes dits «auxiliaires» prenant de plus en plus d importance dans le bilan global de consommation Pistes d évolution Mise en place de circulateurs à vitesse variable (importance du réglage, du suivi et de l optimisation du fonctionnement) Programmation des circulateurs et adaptation de leur vitesse de fonctionnement 8

9 Les circulateurs à l écoute du bâtiment Zoom opération B4 BEPOS 69 Auxiliaires chauffage du même ordre de grandeur que la production de chaleur (PAC géothermique) Puissance des pompes de circulation plancher chauffant multipliée par 1,7 en passant de vitesse variable à vitesse fixe maximale Répartition des consommations électriques du bâtiment source ENERTECH 9

10 JOURNEE TECHNIQUE : Enseignements des campagnes de suivi et d évaluation de 14 opérations démonstratrices instrumentées en Rhône Alpes ENSEIGNEMENTS SUR LE POSTE RAFRAICHISSEMENT 29 avril 2015 à Villeurbanne En partenariat avec : Anne Claire IMPENS ALTO Ingénierie Ville et Aménagement Durable 19 rue Victorien Sardou LYON associationvad@orange.fr amenagement durable.org

11 Programme 1. En résumé 2. Préconisations 3. Focus L informatique aime le froid mais supporte aussi le chaud 11

12 En résumé Bureaux kwhep/m² SHON.an 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 2,7 11,4 0,8 1,0 5,2 Des consommations limitées si rafraichissement et free cooling privilégiés Rôle essentiel de l occupant pour bien gérer le bâtiment et éviter la sur climatisation Des problématiques proches du poste chauffage Dimensionnement, zoning adapté aux usages, gestion de systèmes plus complexes Sur ce panel, consommations de rafraichissement comprises entre 1 et 11 kwhep/m² SHON.an Préconisations Outre celles évoquées pour le chauffage : Surventilation nocturne : comparer bénéfices et surconsommations de ventilation induites, et bien adapter la régulation 12

13 L informatique supporte le chaud Diagnostic : Salles informatiques et serveurs souvent maintenues à 20 C Zoom opération B m² BEPOS 69 Split sur 19 C : 6% des consos globales 19 à 21 C : consos /3 26 C préconisé Climatisation salle blanche évolution de la consommation de la climatisation et des températures ambiante et du sous sol source ENERTECH S. Vaillancourt Cisco Systems Canada «A 26 C ambiant le processeur est à environ 50 C, ce qui est tout à fait acceptable» 13

14 JOURNEE TECHNIQUE : Enseignements des campagnes de suivi et d évaluation de 14 opérations démonstratrices instrumentées en Rhône Alpes ENSEIGNEMENTS SUR LE POSTE ECS 29 avril 2015 à Villeurbanne En partenariat avec : Matthieu PRADELS TRIBU Ville et Aménagement Durable 19 rue Victorien Sardou LYON associationvad@orange.fr amenagement durable.org

15 Programme 1. Bilan énergétique 2. En résumé 3. Exemples de préconisations 4. Focus Quelles solutions pour l ECS en tertiaire? Installations solaires thermiques : la simplicité à privilégier 15

16 Bilan énergétique Logement 25,0 Bureau ,0 19,6 kwh/m² SHON.an PAC PAC kwh/m² SHON.an 15,0 10,0 7, ,0 0,0 0,9 2,2 0,3 0,8 0,7 1,8 25 Enseignement et petite enfance Sur ce panel, consommations d ECS comprises : entre 18 et 26 kwhep/m² SHON.an en LOGEMENTS avec installation solaire thermique kwh/m² SHON.an ECS Energie finale ECS Energie primaire égales à : 36 kwhep/m² SHON.an en LOGEMENTS sans solaire env. 2 kwhep/m² SHON.an en BUREAUX avec production localisée 20 kwhep/m² SHON.an en BUREAUX avec production centralisée 6 pour le GROUPE SCOLAIRE et 12 kwhep/m²/an 16 pour la CRECHE

17 En résumé Les consommations d ECS dépendent : des besoins variant selon les utilisateurs et le temps de puisage 20 à 36 litres/pers/jour de la performance de l installation solaire thermique et de la météo 44% à 68% de couverture des besoins mais elles peuvent fortement augmenter à cause : d une production non adaptée (centralisée pour du tertiaire) d un calorifuge insuffisant (réseau et ballon de stockage) Enseignements à retenir : Surdimensionnement fréquent des besoins d ECS (+11 à 50%) Schémas hydrauliques souvent trop complexes Manque de contrôle et de réglage lors de la mise en service 17

18 Exemples de préconisations Réduire au maximum les parcours de distribution Conception Réalisation Mise en service Exploitation Eviter le passage de circuits d ECS en dalles si non calorifugés Vérifier le respect des schémas hydrauliques de l installation Vérifier le bon calorifugeage des vannes et des pompes Ajuster les points de réglage des températures de puisage Ajuster la programmation horaire des pompes de bouclage Mettre en place un cahier de maintenance pour garder l historique Sensibiliser les usagers aux économies d eau chaude 18

19 Quelles solutions pour l ECS en tertiaire? Diagnostic Production centralisée : consommations de bouclage supérieures aux besoins Production localisée : la moitié des consos pour le maintien en température Des consommations inutiles et beaucoup trop de pertes calorifiques Pistes d évolution Consommations d ECS prises en compte dans la RT2012 Ne pas installer d'ecs dans les sanitaires ou l arrêter hors période de chauffe Sur isoler les ballons d ECS et réduire les distances de puisage Mettre en place une programmation horaire de coupure la nuit 19

20 Quelles solutions pour l ECS en tertiaire? Zoom opérations : Crèche 1850m² 01, GS Rehab 700m² 69 et B m² BEPOS 69 Répartition de la consommation électrique annuelle pour l ECS sur une journée Source : Etamine Consommation électrique de production d ECS Source: Enertech Fortes consommations électriques uniquement pour maintenir les ballons d ECS en température Témoignage S. Randle ETAMINE : la moitié des utilisateurs considèrent que l eau chaude est inutile en période estivale 20

21 Installations solaires thermiques: la simplicité à privilégier Diagnostic 3 installations solaires de logements sur 5 fonctionnant correctement Absence clapet anti retour, pompe en permanence, compteur mal placé Taux de couverture des besoins d ECS de 44% à 68% Objectifs atteints avec des installations simples et éprouvées Pistes d évolution Eviter les schémas hydrauliques trop complexes Vérifier la correspondance des éléments installés avec ceux prévus Continuer à former les BE et installateurs de panneaux solaires thermiques 21 SOCOL : guides, schémas et outils de conception RAGE: recommandations professionnelles

22 Zoom opération: Logements L1 15 logts 74 Installations solaires thermiques: la simplicité à privilégier Production solaire des panneaux Gain en ECS solaire Taux de couverture solaire (en %) Source : COSTIC Températures sur la production solaire en été ( C) Source : COSTIC Couverture annuelle des besoins de 68% Production solaire de 565 kwh/m 2 de capteur Attention aux risques de surchauffe en été Ne pas dépasser 90% de couverture en été Témoignages P. QUINIO Amallia et D. CORGIER Manaslu : expériences positives en ECS 22

23 JOURNEE TECHNIQUE : Enseignements des campagnes de suivi et d évaluation de 14 opérations démonstratrices instrumentées en Rhône Alpes ENSEIGNEMENTS SUR LE POSTE VENTILATION 29 avril 2015 à Villeurbanne En partenariat avec : Marie BOYER Etamine Ville et Aménagement Durable 19 rue Victorien Sardou LYON associationvad@orange.fr amenagement durable.org

24 Programme 1. Bilan énergétique 2. En résumé 3. Exemples de préconisations 4. Focus Précautions autour de l utilisation d une batterie de dégivrage Vérification des débits et pressions : étape primordiale en fin de chantier 24

25 Bilan énergétique Logement Bureau kwhep/m² SHON.an kwhep/m² SHON.an Enseignement et petite enfance kwhep/m² SHON.an Ventilation Opérations en double flux Opérations en simple flux Sur ce panel, consommations de ventilation en configuration DOUBLE FLUX comprises entre : 15 et 25 kwhep/m² SHON.an en LOGEMENT 7 et 23 kwhep/m² SHON.an en BUREAU 5 kwhep/m² SHON.an en ENSEIGNEMENT 25

26 En résumé De nombreux problèmes constatés Surconsommations électriques Mauvaise étanchéité à l air des réseaux Mauvais équilibrage des débits Fonctionnement des batteries / bypass inadéquat Absence de maintenance Adaptation nécessaire, notamment en double flux : - Vérifications à la réception - Suivi en exploitation 26

27 Exemples de préconisations Conception Réalisation Mise en service Exploitation Si régulation à pression constante : mesure aux bornes du caisson (incluant les filtres) et non du ventilateur seul Régulation à pression variable : plus complexe mais gains potentiels importants Consommation de la régulation des centrales Vérification des modules de régulation motorisés (joues d obstruction fréquemment mal placées) Vérification du sens de rotation des ventilateurs S assurer de la bonne fermeture des circuits de désenfumage Test d étanchéité à l air des réseaux Vérification régulière de la programmation des horloges Changement des filtres tous les 4 / 8 mois (logements)

28 Précautions autour de l utilisation d une batterie de dégivrage Le phénomène de givre Dans échangeur de chaleur, possibilité de formation de givre au niveau de l air extrait Augmentation des pertes de charge Diminution de l échange Détérioration de l échangeur Source : lesite.be Batteries de dégivrage = consommations importantes! Intérêt des échangeurs rotatifs Roue passe du flux d air neuf au flux d air extrait => recule le seuil de givrage Risque de givrage quasiment nul (à partir de 10 / 15 C ext) Si besoin dégivrage : ralentir la vitesse de roue Diminution rendement Mais maintien débit d air neuf Batterie de dégivrage inutile 28

29 Précautions autour de l utilisation d une batterie de dégivrage Zoom opération L2 51 logts Minergie 74 Ventilateurs soufflage /extraction communs ; 1 échangeur à plaques par logement By pass de l échangeur Plus aucune récupération de chaleur Privilégier un registre modulant Dégivrage périodique avec recyclage de l air rejeté Réduction débit d air neuf Préjudiciable à la qualité de l air! Non envisageable pour cette opération Préchauffage de l air neuf : utilisation d une batterie Régulée sur Text : démarrage à partir de 5 C suffisant! Prévue avec étages de puissance selon Text Autre solution : à réguler sur la Tre d air vicié 29

30 Vérification des débits et pressions : étape primordiale en fin de chantier Conséquences nombreuses si débits inadéquats : surconsommations, qualité de l air, acoustique, confort thermique Problèmes de fonctionnement peuvent ne pas être décelés par les occupants Vérification systématique des débits à prévoir en fin de chantier A réaliser par un tiers indépendant, en plus des autocontrôles du CVC Les mesures de débit En quoi consistent concrètement les mesures? Quels enseignements sont tirés des tests réalisés? Témoignage M. Moreau ENEXCO 30