GUIDE TECHNIQUE DE LA CHAUDIERE

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1 2013 GUIDE TECHNIQUE DE LA CHAUDIERE Guide pro dédié au solaire. Pour répondre aux exigences de la RT 2012, la chaudière «mute» en technologies multiples pour atteindre avec la condensation des rendements supérieurs à 100%. L information, mise à jour en continu, est destinée aux professionnels et aux particuliers avertis. En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans l autorisation de l Éditeur ou du Centre Français d exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands Augustins, Paris. XPAIR éditions, Août 2013

2 SOMMAIRE APPROCHE TECHNIQUE... 3 Les nouveaux besoins BBC... 3 Chaudières et combustibles... 5 Rendement chaudière et puissance nominale... 6 Rendement chaudière sur PCI ou sur PCS... 7 Technologies de chaudières... 9 Chaudière gaz à condensation Chaudières murales à gaz Chaudière standard, chaudière basse température, chaudière condensation Chaudière fioul Chaudière bois Chaudière et solaire Pompe à chaleur en relève de chaudière Chaudière hybride Chauffage gaz BBC avec le vecteur air Eco-générateur Chaudière électrique Chaudière vapeur Chaudière condensation et chaufferies Rénovation de chaufferie Chaudières à gaz à brûleur atmosphérique FAQ ASPECTS REGLEMENTAIRES Chaudières et RT Réglementation chaufferies PRODUITS RECOMMANDES OLIO Condens 300 F AXEO CONDENS SERELIA GREEN icovit exclusiv DUOTWIN Condens Egalis Ballon Condens Vitodens 300-W Cedra Turbo MODULENS O LEXIQUE

3 APPROCHE TECHNIQUE Les nouveaux besoins BBC Nouveaux besoins nouvelles chaudières Nous disposons de moins de ressources énergétiques. L énergie fossile coûte cher y compris sur le plan de l environnement, il faut donc la préserver, la limiter, la maitriser. Se chauffer en gaspillant n est simplement plus possible. C est pourquoi nous nous dirigeons vers un bâti «bio-conçu», c est-à-dire extrêmement bien protégé en termes de déperditions, bien exposé aux apports gratuits du soleil, disposant d une inertie captant et diffusant dans le temps la chaleur emmagasinée, d autant plus si elle est gratuite comme le solaire. Les équipements étant plus là pour gérer les besoins en mixant les énergies utiliser que pour répondre béatement à des fuites thermiques du bâtiment. La chaudière «mute» en technologies multiples. Et notre système de chauffage dans tout cela? Et notre bonne vieille chaudière? Et bien elle s adapte : La chaudière présente en premier lieu des capacités et rendements thermiques jamais atteints en chassant le moindre kwh perdu, en récupérant sur la chaleur des fumées qui ne s échappent plus à 200 C comme avant mais à peine à 40 C. C est le cas des chaudières à condensation qui affiche des rendements supérieurs à 100%. La chaudière baisse en puissance pour certaines applications comme pour chauffer des bureaux. Prenons des bureaux dits basse consommation (BBC) bien isolés par extérieur, la puissance et le dimensionnement de chaudière est sans doute divisé par 3 ou 4. C est-à-dire là où étaient installées 300 kw soit 3 chaudières de 100 kw, aujourd hui tels bureaux BBC ne demanderont qu une seule chaudière de 80 kw! 3

4 La chaudière change de fonction principale. Par exemple dans l habitat BBC, c est l eau chaude sanitaire qui est le besoins principal à satisfaire étant donné que le chauffage est réduit à sa plus simple expression. Dans ce cas la puissance de la chaudière ne change sans doute pas et se positionne à 16 kw (le chauffage pouvant représenter uniquement 3 kw). Simplement ces 16 kw sont nécessaires pour répondre aux besoins d eau chaude sanitaire des occupants de la maison qui eux ont toujours les besoins sanitaires identiques. La chaudière se lie automatiquement aux énergies renouvelables comme le bois, la pompe à chaleur ou le solaire. Le combustible gaz par exemple ne sera exploiter uniquement en cas de besoins (pointe hivernale, appoint eau chaude sanitaire, ). Le reste du temps, c est par exemple l énergie solaire disponible ou stockée qui sera utilisée. Bilan : un bilan de consommation optimisé où toutes les énergies disponibles sont optimisées, et en premier lieu les énergies renouvelables. La technologie chaudière mute avec des nouveaux concepts optimisant les énergies eu égard aux nouveaux besoins basse consommation. La chaudière hybride avec sa pompe à chaleur intégrée, la chaudière gaz vecteur air, chauffant les locaux avec un minimum d air chaud, l éco-générateur, chaudière gaz avec un moteur Stirling produisant 1 kw d électricité,. L eau chaude sanitaire devient le poste important dans l habitat BBC En tout état de cause, dans l habitat et de surcroit l habitat BBC, le poste eau chaude sanitaire est devient prépondérant dans le bilan énergétique. Une habitation neuve BBC basse consommation répondant à la réglementation 2012 ne consommera pas plus, en moyenne, de 50 kwhep/m².an, Les projections du bilan annuel seront autour de la répartition suivante sur les 50 kwh/m² cités. 15 kwh/m² an pour le chauffage 25 kwh/m² an pour l eau chaude sanitaire (ECS), 5 kwh/m² an pour l électricité éclairage, 5 kwh/m² et par an pour les auxiliaires (ventilateurs, pompes, régulateurs), Les besoins de chauffage sont divisés par 3! Dans les autres applications de chauffage notamment dans le tertiaire, la répartition des besoins sont différents. Par exemple pour des bureaux, les besoins d eau chaude sanitaire sont faibles. Ceux relatifs au chauffage restent essentiels dans la part du bilan énergétique annuelle. Néanmoins, là où nous installions auparavant une chaudière de 300 kw, les calculs ne donneront dorénavant et certainement que quelques 80 kw! Et sans doute que ces 80 kw ne seront appelés que 60% du temps car nous allons installer en parallèle des capteurs solaires thermiques! 4

5 Chaudières et combustibles On distingue les combustibles solides (charbon, bois), liquides (fuel domestique, fuel lourd) et gazeux (gaz naturel, GPL). Les GPL (butane et propane) sont des Gaz de Pétrole Liquéfiés obtenus à partir du pétrole. Lorsqu une chaudière peut être utilisée avec plusieurs combustibles différents, elle est dite poly-combustibles. Dans les chaudières à combustible solide, le bois ou le charbon sera en général enfourné manuellement. Les chaudières gaz et fuel seront équipées d un brûleur en charge de l amenée de combustible et éventuellement de l air nécessaire à la combustion. Les gaz de combustion s évacueront par le conduit de fumée. La combustion est une réaction chimique dans laquelle des molécules d oxygène se combinent avec celles d un combustible. Cette réaction libère de l énergie particulièrement sous forme de chaleur. Exemple : Combustion du carbone : C + O² CO² + chaleur Lors de la combustion, une molécule de carbone C + une molécule d oxygène O2 crée une molécule de dioxyde de carbone (CO2 gaz carbonique) et libère de la chaleur. 5

6 Rendement chaudière et puissance nominale La chaudière ci-dessous fournit 100 kw à l eau de chauffage. C est sa puissance nominale (ou puissance utile). La puissance nominale d une chaudière est celle indiquée par le fabricant et qui sera fournie à l eau de chauffage. La puissance nominale est inférieure à celle fournie par le brûleur (reçue par la chaudière). En effet, pour fournir 100 kw, une chaudière standard a dû recevoir environ 108 kw, car elle a des pertes : - Par ses parois (1 kw environ) - Par son conduit de fumées (7 kw environ) sous forme de fumée chaude. Le rendement de la chaudière ou rendement de combustion est l indication en % de la proportion de chaleur transférée du combustible à l eau de chauffage. Dans l exemple ci-dessus, la puissance calorifique (chaleur) apportée par la combustion est de 108 kw et la puissance calorifique transmise à l eau de 100 kw. Le rendement de la chaudière est de : (100/108) x 100 = 92.6% 6

7 Rendement chaudière sur PCI ou sur PCS Le PCI est le Pouvoir Calorifique Inférieur du combustible. Il indique la quantité de chaleur qu il va libérer lors de la combustion par unité de volume ou de masse. Ainsi, le PCI du gaz naturel est d environ 10 [kwh/m³], celui du fuel domestique de 11,7 [kwh/kg], celui du charbon d environ 6500 [kwh/ tonne]. On indique les rendements de chaudière sur le PCI. Ceci veut simplement dire que l on compare les quantités de chaleur libérées par le combustible à la quantité de chaleur fournie à l eau. C est bien ce que nous avons calculé au paragraphe précédent. En réalité, lors de la combustion, il se libère de la chaleur (PCI), mais il y a aussi formation de vapeur d eau. Cette formation de vapeur nécessite une énergie libérée lors de la combustion en complément de la chaleur produite. En règle générale, cette énergie sera perdue car la vapeur est évacuée par le conduit de fumée. Le combustible contient donc plus d énergie que son potentiel calorifique (PCI). On parle de son PCS : Pouvoir Calorifique Supérieur. PCS = Energie Chaleur (PCI) + Energie vapeur Le PCI du gaz naturel (chaleur sensible libérée par le combustible) est de l ordre de 10 kwh/m³ de gaz à 0 C et à la pression atmosphérique). Le PCS du gaz naturel est de l ordre de 11 kwh/m³ à 0 C et à la pression atmosphérique. Il correspond à l énergie libérée par le combustible, chaleur sensible et production de vapeur. En règle générale, les chaudières ne sont capables de transmettre à l eau qu une partie de l énergie chaleur contenue dans le combustible. Il est donc normal que l on calcule leur rendement par comparaison de la chaleur fournie à l eau à celle libérée lors de la combustion. On parle alors d un rendement sur le PCI. Le rendement des chaudières est indiqué sur le PCI. Ainsi, la combustion d un [m³] de gaz naturel fournira environ : 10 kwh de chaleur : le PCI du gaz naturel est de l ordre de 10 [kwh/m³] 1 kwh de vapeur : le PCS du gaz naturel est de l ordre de 11 [kwh/m³] Sur les 10 kwh de chaleur, une chaudière standard en transmettra environ 9 kwh à l eau de chauffage. On dira alors que le rendement de combustion sur PCI de cette chaudière est de (9/10) x 100 = 90% 7

8 On aurait pu définir le rendement des chaudières en comparant l énergie utile récupérée à l énergie totale contenue dans le combustible (chaleur et vapeur). On aurait alors annoncé un rendement calculé sur le PCS, mais ce n est pas l usage, est de (9/11) x 100 = 81,8% Comme nous l avons déjà indiqué, seule une partie de l énergie chaleur de combustion peut en général être récupérée et la vapeur est évacuée par le conduit de fumée. Pour récupérer l énergie vapeur perdue, il faut refroidir la fumée jusqu à ce que la vapeur qu elle contient se condense. Elle restituera alors l énergie qui avait été nécessaire à sa formation. Mais, les condensats alors formés sont corrosifs et au moins une partie de la chaudière et tout le conduit de fumée devront alors être en acier inoxydable, d où un surcoût non négligeable. Ce type de chaudière est appelé chaudière à condensation. On parle de rendement sur le PCI car seule l énergie apportée sous forme de chaleur sensible par la combustion est prise en compte. Le rendement des chaudières standard étant de 93% environ, leurs pertes calorifiques sont donc de l ordre de 7% de la chaleur sensible dégagée lors de la combustion. Pour l essentiel, ces pertes correspondent à l évacuation des gaz de combustion (fumées) à des températures élevées, entre 150 et 200 C. En réalité, les pertes énergétiques des chaudières sont nettement supérieures car les gaz de combustions évacuent la vapeur produite lors de la combustion. Pour récupérer l énergie correspondant à la production de vapeur, il faut refroidir les fumées jusqu à ce que la vapeur puisse se condenser. Dans les chaudières standards, on évite de générer la condensation car les condensats formés sont légèrement acides dans le cas du gaz naturel et très agressifs dans le cas du fuel. Il existe des chaudières conçues pour permettre le refroidissement maximal des gaz de combustion. On appelle ces chaudières : chaudières à condensation. Leur foyer est fabriqué avec des matériaux inoxydables (au moins partiellement) et les fumées peuvent y être refroidies autant que la température de l eau à réchauffer le permet. Si la température de l eau est suffisamment basse, une partie de la vapeur contenue dans les fumées pourra se condenser. Cette condensation restituera alors à l eau de chauffage une énergie habituellement perdue. 8

9 Pour des retours d eau à réchauffer inférieurs à 40 [ C], la quantité d énergie fournie par les chaudières à condensation devient supérieure à la seule quantité de chaleur sensible dégagée lors de la combustion. Le rendement de la chaudière dépasse alors les 100%. Technologies de chaudières Chaudière fonte et chaudière en acier La fonte est plus lourde et plus cassante que l acier. Par contre, elle résiste bien à la corrosion. Les chaudières en fonte contiennent en général beaucoup d eau et leur inertie convient bien aux combustibles solides dont l approvisionnement est difficile à réguler. L échangeur est constitué d éléments assemblés. Elles peuvent donc, lorsque nécessaire, être rentrées par élément dans la chaufferie et montées sur place. Les chaudières en acier sont plus légères, plus compactes et donc plus faciles à installer que les chaudières en fonte. Plus sensibles à la corrosion, la qualité et la température de l eau d irrigation devront être bien maîtrisées. Chaudière à tubes d eau et à tubes de fumée Les chaudières à eau chaude sont constituées d un échangeur tubulaire permettant le transfert de la chaleur produite par la combustion à l eau de chauffage. Il existe deux possibilités : l eau passe dans les tubes et la fumée circule autour (chaudières à tubes d eau) ; la fumée passe dans les tubes et l eau circule autour (chaudières à tubes de fumée). Les chaudières à tubes de fumée contiennent un volume d eau plus important, ce qui leur donne plus d inertie thermique et une meilleure résistance aux chocs thermiques. Ce sont les plus courantes. Les chaudières à tubes d eau ont un temps de réponse plus rapide au démarrage du brûleur 9

10 Chaudières à brûleur atmosphérique et brûleur à air soufflé Les brûleurs atmosphériques n existent que pour les combustibles gazeux. Ils assurent l entrée du gaz dans le foyer de la chaudière où il brûlera au contact de l air ambiant. Le brûleur à air soufflé assure l entrée du combustible (gaz ou fuel) et de l air nécessaire à la combustion. L air dit comburant est pulsé par un ventilateur, dans le foyer de la chaudière où a lieu la combustion. Les chaudières à brûleur atmosphérique sont plus encombrantes que les chaudières équipées d un brûleur à air soufflé. Elles sont par contre beaucoup plus silencieuses. Les petites chaudières murales prévues pour être installées dans les appartements sont toutes à brûleur atmosphérique. Les chaudières à brûleur atmosphérique ont un rendement plus faible que celles équipées d un brûleur air soufflé, car il est impossible de régler finement le débit d air de combustion. Les chaudières équipées d un brûleur à air soufflé (au gaz ou au fuel) sont plus compactes, et ont un meilleur rendement que les chaudières atmosphériques. Elles doivent être réglées avec soin. On distingue : Les chaudières dites pressurisées. Dans ces chaudières, la pression assurée par le ventilateur du brûleur refoule la fumée jusqu au carneau qui raccorde la chaudière au conduit de fumée. Les chaudières dites en dépression. Dans ces chaudières, la pression assurée par le ventilateur du brûleur ne suffit pas au refoulement de la fumée. Elle est alors extraite de la chaudière grâce au tirage naturel de la cheminée. La production d eau chaude sanitaire. L eau chaude produite par la chaudière peut être utilisée pour réchauffer l eau sanitaire. Si ce réchauffage a lieu dans la chaudière, on parlera d une chaudière mixte. L eau chaude sanitaire produite peut-être stockée dans un ballon incorporé ou juxtaposé. 10

11 Chaudière gaz à condensation La chaudière à condensation est une chaudière dans laquelle l eau à réchauffer refroidit la fumée de la chaudière à des températures inférieures à 50 C. Cela fonctionne donc avec des retours de chauffage les plus froids possibles pour atteindre ce que l on appelle le point de rosée. Ceci permet la condensation d une partie de la vapeur produite lors de la combustion et la récupération de l énergie qui a été nécessaire à sa production dans le foyer de la chaudière. La chaudière à condensation fonctionne essentiellement au gaz et permet alors des rendements sur le PCI supérieurs à 100%, car la quantité d énergie transférée à l eau peut devenir supérieure à l énergie chaleur que contenait le combustible. Ainsi, la combustion d un [m³] de gaz naturel dans une chaudière à condensation fournira environ : 10 kwh de chaleur dont 9,7 seront transmis à l eau de chauffage. 1 kwh de vapeur dont 0,7 seront transmis à l eau de chauffage. Si l on compare l énergie récupérée par l eau de chauffage (9,7 + 0,7 = 10,4 kwh) à l énergie chaleur (PCI) apportée par le combustible, le rendement des chaudières à condensation apparaît sur le PCI supérieur à 100% : Rendement(PCI)= (10.4/10) x 100 = 104% 11

12 Le rendement des chaudières à condensation augmente avec la baisse de la température d irrigation du condenseur. Pour les chaudières à condensation au gaz naturel, la condensation intervient pour des températures d irrigation < 55 [ C]. Economies d énergie d une chaudière à condensation Elles peuvent aller jusqu à 30% d amélioration de rendement et donc jusqu à 30% d économie d énergie par rapport à une vieille chaudière. Réglementation thermique et chaudière à condensation Que cela soit pour le respect de la réglementation thermique ou pour l obtention des labels actuels 2011 de type HPE (haute performances énergétique), ou THPE (très hautes performances énergétiques) ainsi que BBC (bâtiment basse consommation, la chaudière à condensation est conseillée, bien évidemment avec un bâti bien conçu avec isolation renforcée, avec si possible un système de production d eau chaude solaire.»). Condensats et conduits de fumées La quantité des condensats qui va apparaître lorsque la température des gaz brûlés tombe au-dessous du point de rosée dépend de la température de l eau de la chaudière. Le volume maximal de condensats peut se calculer d après la formule simplifiée suivante : 12

13 MH₂O = (2 CH₄ + 3 C₂H₆, en kg par m³ de gaz Pour 90% de CH₄ et 6% de C₂H₆, la masse de vapeur d eau va donc être de MH₂O = (2 x x 0.06) = 1.59 kg/ m³ de gaz. Le matériau du conduit de fumée d une chaudière à condensation doit toujours être résistant à l acidité des condensats qui eux sont toujours plus ou moins acide. Ces condensats demandent ainsi un raccordement au réseau d évacuation en PVC. Théoriquement, les condensats pourraient être neutralisés avant leur évacuation à l égout. Les fabricants de chaudières à condensation proposent des dispositifs de neutralisation. Notons cependant que les débits de condensats sont réduits, faiblement acides (pour les chaudières gaz) et que les autres rejets des immeubles d habitation sont basiques. La neutralisation s effectue naturellement dans les égouts. Ramenés à la puissance de la chaudière, les débits de condensats sont au maximum de 0,14 [l/h par kw] pour les chaudières gaz et 0,09 [l/h par kw] pour les chaudières fuel. Le débit de condensat n est pas très important. Au maximum, pour une chaudière gaz à condensation de 100 kw, il est maximum de 14 l/h. Celui d un robinet de lavabo est de 500 l/h! Entretien de chaudière gaz condensation Il est fait obligation de faire vérifier la chaudière une fois par an pour un particulier. De plus ces opérations ne sont pas onéreuses et vous assurerez la sécurité, la fiabilité, et les économies d énergie de votre installation de chauffage. Un bon entretien évite des dérives qui peuvent aller jusqu à 10 à 12% de surconsommations. Il faudra veiller au nettoyage du brûleur et du foyer de la chaudière, au contrôle et le réglage de la combustion, à la vérification des organes de sécurité, et au contrôle de l état des échangeurs. Autres chaudières à condensation La chaudière fioul à condensation : le principe de récupération de chaleur sur les fumées est le même ; Attention tout de même à la teneur supplémentaire en soufre contenu dans le fioul qui au contact de l eau crée un acide H2SO4, assez fort puisqu il s agit de l acide sulfurique. L échangeur de récupération d une chaudière fioul à condensation devra être d un inox ou matériau d autant plus résistant. La chaudière bois à condensation : de même c est un échangeur qui raccordé sur les retours de chauffage basse température récupère la chaleur latente des fumées. 13

14 Les chaudières à condensation à un seul retour Dans ces chaudières, l échangeur est entièrement ou partiellement réalisé en matériau inoxydable pour résister à la condensation. Il s agit de chaudières de petite et moyenne puissance dont les petites chaudières murales gaz à condensation dédiées à l habitat. Les chaudières à condensation à double retour Ces chaudières sont conçues pour permettre de dissocier les retours d eau selon leur température. Les retours les plus bas en température irriguent la partie de la chaudière située sur la sortie des fumées. Ceci permet de refroidir au maximum les gaz de combustion et donc de favoriser la condensation. Ce sont des chaudières à condensation que l on retrouvera plus dans des applications supérieures à 80 kw dans le tertiaire ou en rénovation de logement quand les retours de chauffage ne sont pas uniquement à basse température. Les chaudières à condenseurs séparés (Condenseurs appelés aussi récupérateurs sur fumée) Il est tout à fait possible de concevoir une «chaudière à condensation» constituée d une chaudière standard et d un échangeur supplémentaire ou le condenseur, qui sera installé sur le conduit de sortie des fumées. Ce sont souvent des chaudières de grosses puissances sur lesquelles on vient adjoindre un récupérateur d énergie sur les fumées. 14

15 Chaudières murales à gaz La chaudière murale gaz a fait son apparition dans les années 1960 lors du développement du chauffage central. Ce dernier apportait le confort collectif mais restait à individualiser les charges de chauffage appartement par appartement. Le principe de la chaudière murale gaz est similaire à celui des chauffe-eau à gaz à production instantanée d eau chaude sanitaire. Les principaux éléments en sont : le corps de chauffe à tube à ailettes, le brûleur à gaz, l électrovanne gaz avec son thermocouple, la robinetterie eau avec son régulateur, la pompe de circulation et le vase d expansion. La régulation de température de la chaudière murale est individualisée au logement, elle s effectue à partir d un thermostat d ambiance et/ou d une sonde extérieure. Du fait des pertes de charge élevées de la chaudière murale à gaz, une pompe de circulation placée sur le retour assure le débit d eau de chauffage. L installation de chauffage desservie peut être du type bitube, ou «monotube», ce qui nécessite moins de tubes et donc un cout d installation moindre. Dans le cas d une installation bitube, une vanne de décharge, soit intégré dans la chaudière soit mis en œuvre permettra le débit de bipasse surtout si les radiateurs sont équipés de robinets thermostatiques (pouvant tous se fermer). Attention néanmoins dans une installation monotube, le dimensionnement des tubes est différent et l usage de robinet spéciaux 4 voies est nécessaire pour le raccordement des radiateurs qui eux également sont à dimensionner de manière différente qu une installation bitube. Dans une installation monotube, c est le premier radiateur qui recevra l eau la plus 15

16 chaude et le dernier qui est irrigué l eau la moins chaude, qui sera ensuite le retour chaudière. Les chaudières murales comportent 3 dispositifs de sécurité : veilleuse à sécurité par thermocouple interrompant le gaz au brûleur et à la veilleuse en cas d extinction de cette dernière, sécurité de manque d eau qui agit par l intermédiaire d un tube de Venturi de telle façon que le brûleur ne soit alimenté en gaz que si la pompe tourne et enfin un limiteur de température qui coupe l installation lorsque la température d eau est trop élevée. La plupart du temps la chaudière murale gaz assurent simultanément la production d eau chaude sanitaire, d autant plus si el logement est de type BBC et les besoins de chauffage très faibles par rapport aux besoins d ECS. Lorsqu il y a demande d eau chaude sanitaire, le chauffage est alors temporairement coupé. La chaudière murale gaz quand elle est de type à condensation atteint des rendements supérieurs à 100%. Elle est de plus en plus esthétique et se confond dans l aménagement de la cuisine ou d une buanderie. Elle se met en œuvre tant en neuf qu en rénovation. Certes le complément avec énergie renouvelable tel solaire ou pompe à chaleur (nouvelle chaudière hybride) est plus simple pour un programme neuf de logement. Cependant en rénovation les solutions intégrant les EnR existent avec du solaire collectif par exemple (cf. paragraphe «chaudière avec solaire»). Des solutions avec conduit ventouse sont simple à réaliser pour les sorties de fumées, et d autres solutions existent réutilisant par exemple les anciens conduits shunt. 16

17 Chaudière standard, chaudière basse température, chaudière condensation Globalement et en fonction de leur efficacité énergétique, nous distinguons trois grands type de chaudières. La chaudière standard dont les rendements sont de l ordre de 92% La chaudière basse température dont les rendements sont de l ordre de 94% La chaudière à condensation dont les rendements peuvent dépasser les 100% Les chaudières standards Ce sont les chaudières les moins chères et les plus courantes. Leur rendement instantané est de l ordre de 92 %. Elles exigent une température minimum d irrigation de 60 [ C] pour éviter tout risque de condensation. Le fabricant peut imposer une pompe de recyclage pour y maintenir un débit minimal et le réchauffage des retours. Les chaudières dites basse température Ce sont des chaudières qui peuvent fonctionner avec de l eau moins chaude que les chaudières standards, sans qu il s y produise de condensation. Ce sont des chaudières au gaz ou au fuel. Le rendement instantané est un peu plus élevé que celui d une chaudière traditionnelle (93 à 95 %). Pour une même puissance fournie, une chaudière basse température consommera moins de combustible qu une chaudière standard. 17

18 Les chaudières à condensation La conception de la chaudière à condensation permet d obtenir un rendement nettement plus élevé par la récupération de l énergie contenue dans la vapeur d eau créée lors de la combustion. Ce sont principalement des chaudières au gaz. Il existe des chaudières fuel à condensation, mais l énergie vapeur alors récupérable est plus faible et les condensats plus acides et plus difficiles à gérer. Elles peuvent atteindre des rendements de 103 à 109 % sur le PCI. Pour une même puissance fournie, une chaudière à condensation consommera moins de combustible qu une chaudière basse température. 18

19 Chaudière fioul La chaudière fioul est également conçue comme pour une chaudière gaz. Certains chaudières de type au sol par exemple fonctionnant indépendamment au fioul comme au gaz en fonction du bruleur dont elles sont équipées. Les chaudières de petite puissance, disons inférieures à 50 kw, elles sont souvent totalement équipées, de bruleur, de régulation, voire de panoplies de raccordements hydrauliques. La chaudière fioul est conçue de manière à assurer dans les meilleures conditions la combustion du fuel. Elle est de type en acier la plupart du temps mais également fonte. La chambre de combustion est de type à parcours des fumées inversé c est-àdire que les gaz brûlés reviennent vers l avant de la chaudière pour parcourir ensuite les tubes de fumées d avant en arrière jusqu à la boîte à fumée. Ces tubes de fumée sont munis d ailettes formant turbulateurs en vue d améliorer les échanges thermiques. La chaudière fioul tire parti également de la condensation. On parle alors de chaudière fioul à condensation. Les rendements, sont alors supérieurs à 100% car la chaleur latente des fumées des fumées est récupérée. Attention, la chaudière fioul à condensation est d une conception et construction qui doit être très robuste du fait de l acidité accrue des condensats. L avantage de la chaudière fioul à condensation réside dans la simplicité de travaux dans les opérations de rénovation thermique. Que fait el particulier quand il doit changer sa chaudière fioul à bout de souffle et s il ne dispose par d un gros budget. Il remplace simplement sa chaudière et la «passe» en condensation pour gagner 15% environ d économies d énergie. Attention également au tubage de son conduit de fumées qu il devra également réalisé. Accès aux chroniques techniques sur le portail expert de la performance énergétique 19

20 Chaudière bois La chaudière bois a considérablement évoluée. Rendez-vous compte qu elle peut atteindre des rendements de l ordre de 93% et fonctionner automatiquement toute l année avec le même confort qu en chaudière par exemple fioul, avec seulement un ou deux remplissage de combustible par an. La chaudière bûches De plus le bois est une ressource d énergie présente en France et en Europe et cassée dans les énergies renouvelable. En effet, lors de la combustion du bois, le cycle carbone est quasiment neutre du fait que le bois a absorbé le carbone durant sa croissance. La chaudière à buches est la chaudière la plus courante. C est la chaudière bois la moins chère et la plus utilisée pour le chauffage central de la maison en milieu rurale et péri-rurale (bords des villes). Elle même présente certes des contraintes de chargement et de stockage. 20

21 Rendement chaudière bûches Le rendement est supérieur à 75% avec la technologie de la combustion inversée. Dans ce cas l apport d air est optimisé et la régulation se fait par une chaînette, soit mieux encore par une action assistée sur ventilateur. Dans ce cas, le rendement est dépasse les 85 %. Ce type de chaudière buches possède une combustion et une régulation contrôlées, ainsi qu une bonne autonomie. La mise en place d un ballon tampon thermique est indispensable. Avec l accumulation dans un ballon tampon d eau chaude, les «trains de chaleur» sont optimisés sur le plan énergétique, ce qui permet de bénéficier d une combustion de bois toujours optimum avec le moins d imbrûlés et de poussières possibles, et donc des rendements annuels maximum. La chaudière bûches à combustion inversée : les chiffres et repères Puissances globalement de 12 à 150 kw Rendement de 70 à 88 % 1 à 3 chargements journaliers Autonomie de 5 h à 20 h Alimentation : manuelle Prix : de à pour une chaudière à flamme inversée, et de à pour chaudière avec ballon d accumulation. La chaudière à granulés C est la chaudière qui offre le plus d avantages tant sur le confort d utilisation que sur les économies d énergie. Son mode de fonctionnement de ces chaudières automatiques est assimilable à un chauffage par chaudière fioul : réserve stockable, alimentation automatique, rendement élevé, 21

22 De plus, le granulé bois (encore appelé pellets) présente un avantage écologique certain puisque outre son bilan carbone neutre, il rejette en moyenne uniquement 10 g/kwh de CO2 contre 310 g/kwh pour une chaudière fioul. Elle peut assurer le chauffage de la maison, la production d eau chaude sanitaire. Pour un meilleur confort, la chaudière à plaquettes ou la chaudière à granulés peut être entièrement automatisée à partir d un stock hivernal (silo) et d une alimentation par vis sans fin. Soit un confort thermique et un confort total pour l utilisateur. La chaudière granulés disposera ainsi d un allumage automatique, d une alimentation automatique, et fournira des rendements très élevés - supérieurs à 90%. La régulation sera complète et intégrée, avec connexion possible sur des capteurs solaires, avec un pilotage de plusieurs pompes (circuits de chauffage, production d eau chaude sanitaire, ). La chaudière bois à granulés : les chiffres et repères Puissances : globalement de 8 à 150 kw Rendement supérieur à 93% 1 chargement/jour ou autonomie de toute la saison de chauffe avec un silo Alimentation automatique Nettoyage automatique Prix : de à pour les modèles les plus puissants et performants. Chaudière bois à condensation Equipée d un condenseur récupérateur de fumées, la chaudière bois condensation présente un rendement supérieur à 100%, ces chaudières encore récentes sont encore chères mais promettent un développement certain comme l est celui de la filière bois Accès chronique bois sur le portail expert du génie climatique 22

23 Chaudière et solaire L habitat BBC sera solaire, ou ne sera pas! C est en partie faux, mais en grande partie vrai. Il n y a qu à consulter la réglementation thermique RT 2012 qui «impose» une énergie renouvelable pour toute maison neuve après le 1er janvier Le solaire est l énergie gratuite par excellence! De plus l habitat BBC qu il soit individuel ou collectif, voit son bilan de consommation orienté à 50% pour les besoins d eau chaude sanitaire cela est bien normal puisque les besoins de chauffage sont réduits à minima grâce à un bâti très performant c est donc le CESI ou le CESCI qui sera «LA» solution la plus standard d ici quelques années. Le solaire qui ne s est pas développé en France comme chez nos voisins Allemands, Suisse, ou Espagnol, va devenir une solution de base ; réglementation oblige! Merci messieurs les députés. Chauffage gaz et solaire thermique : pas de polémique! Pourquoi le système combinés chaudière gaz et solaire thermique, est-il un système de chauffage référent BBC, parti d autres bien entendu : En premier lieu, le niveau de consommation BBC de 50 kwhep/m².an pour les 5 usages que sont le chauffage, le rafraichissement éventuel, la production d eau chaude sanitaire, l éclairage et l électricité pour les auxiliaires. BON!! Si nous devions produire uniquement l eau chaude sanitaire avec un chauffe-eau électrique, la consommation serait déjà de 66 kwhep/m².an. Avec un chauffeeau solaire CESI avec appoint électrique, les choses s améliore, nous arrivons à 31.5 kwhep/m².an. Enfin avec un CESI appoint chaudière gaz, nous obtenons 16 kwhep/m².an, et ainsi toutes les chances de «rentrer» dans le bilan global et maxi de 50 kwhep/m².an (base appartement de 65 m2 Zone H2b source bilan Cardonnel Ingénierie) Le facteur dit d énergie primaire ou «ep» joue en faveur de l énergie gaz. Rappelons ce qu est l énergie primaire, c est l énergie nécessaire à l origine ; toutes pertes inclues. Soit les coefficients qui ont été retenus sont par exemple de 1 kwh d électricité dans un logement, il faudrait 2,58 kwh d énergie à l origine, tenant ainsi compte des pertes en ligne, les pertes transfo, Alors que pour le gaz l équivalence est de 1 (au lieu de 2,58 pour l électricité), Estce correct? Est-ce dû à du lobbying des énergéticiens, les réseaux EDF sont-ils saturés de part la bulle du tout électrique? Doivent-ils être renforcés à cout d investissements? Faut-il ne pas construire d autres centrales nucléaires? 23

24 En revanche d un autre côté, si nos réseaux gaz sont certes disponibles, c est une énergie que nous ne produisons pas en France et que nous achetons! Ah le monde n est pas simple, alors restons sur les chiffres et mettons du solaire, il n appartient à aucun énergéticien, il est à nous, captons le! Intérêt du chauffage gaz condensation et solaire thermique Déjà pour l habitat le chauffage solaire suffira à chauffer l eau chaude sanitaire en été, à 100% sans grand besoin d appoint. En demi-saison il assurera le préchauffage et c est l énergie gaz d appoint qui fera le complément avec un rendement condensation c est-à-dire supérieur à 100%. Pour aller plus loin et si on intègre les besoins de chauffage des locaux avec le système solaire combiné ou SSC, on peut assurer le chauffage en hiver (ou partie) surtout si l habitat est BBC avec un bon Bbio et donc des besoins de chauffage très limités. 1 Isolation thermique : c est le manteau et avec le Bbio elle assure au bâti un potentiel durable de basse consommation quel que soit le système de chauffage. 2 Equipements thermiques, c est la chaudière gaz condensation qui vient en appoint de l énergie renouvelable qu est le solaire 3 Régulation des équipements ; c est le chef d orchestre sans quoi tout peut se dérégler te ne plus assurer la mission d économies d énergie. La régulation gère au plus juste la consommation énergétique et reste ainsi le dernier maillon avant la facture énergétique 24

25 Economies d énergie «gaz et solaire» Les économies d énergie seront ainsi de l ordre de 40% à 50% de la facture de chauffage. Le rendement chaudière gaz condensation dépasse 100%, l eau chaude sanitaire peut être produite en continu, Rappelons même si elle est une énergie fossile, le gaz est l énergie fossile comparativement la moins polluante. Le crédit d impôt développement durable est en 2011 de 45% sur l équipement solaire et 13% sur la chaudière à condensation. La TVA elle est réduite à 5.5% pour la rénovation thermique. 25

26 Systèmes solaires collectifs ou CESCI Concepts solaires collectifs permettant d individualiser l exploitation «chaudière gaz individuelle et solaire collectif». Le CESCI permet de satisfaire les besoins d eau chaude sanitaire mais également de chauffage c est le cas du schéma à droite. Cette technique est très intéressante pour les immeubles d habitation collective en neuf comme en rénovation. Le solaire produit peut à la fois servir à substituer l énergie nécessaire à la eau chaude sanitaire et également à un accompagnement possible pour le chauffage, l appoint s effectuant généralement avec une chaudière individuelle gaz condensation. L installation solaire thermique est collective en toiture, alors que les préparateurs sont individualisés par logement. Des solutions packagée «tout en un» existent notamment chez le fabricant De Dietrich Thermique source schémas présentés 26

27 Pompe à chaleur en relève de chaudière Chaudière et pompe à chaleur ne sont pas des générateurs concurrents La pompe à chaleur comme le solaire sont classés dans la catégorie des systèmes à énergie renouvelable. La pompe à chaleur absorbe néanmoins un tiers de l énergie qu elle produit (c est le COP, coefficient de performance). Le solaire lui est complètement captif, et restitue quasiment cent pour cent de l énergie qu il absorbe. Encore faut-il que les besoins d eau chaude ne soient pas trop décalés par rapports aux apports solaires. Sinon, il faudra faire appel à une énergie d appoint, électrique, fossiles ou bois. La pompe à chaleur peut fonctionner en continue et ne souffre pas de «manque de soleil». En revanche elle ne donne pas le meilleur rendement (COP) quand la température extérieure est très basse. Le COP peut ainsi passer du simple à la «moitié», exemple de trois à un et demi. L association d une pompe à chaleur et d une chaudière permet ainsi d associer deux générateurs de différentes énergie et de façon complémentaire. La pompe à chaleur commençant à s enclencher par température clémentes au dessus de +5 C par exemple, et la chaudière fonctionnant par jours les plus froids. Pour bien comprendre les coefficients de performance Le COP de la pompe à chaleur ou COP machine donné par les constructeurs est par exemple de 4 avec une température extérieure de +7 C en délivrant une eau chaude à 35 C. Cette valeur est indicative à un instant «t» et à une température «T» Nous savons que le COP varie à chaque température pour osciller de 4 par +7 C extérieur à 1,5 par exemple par -2 extérieur, pour atteindre un COP global annuel qui risque d être plus voisin de 2 soit la moitié du COP machine que nous pouvions prendre en compte au début Il faut donc considérer le rendement en situation réelle pour une pompe à chaleur et ce pendant toute la durée de la saison de chauffe. Seul le COP annuel ou COP global intègre toute l année les différentes valeurs intégrées de COP à chaque instant de chauffe et selon chaque température extérieure. 27

28 Définitions de COP pompe à chaleur COP pompe à chaleur : c est énergie thermique produite par la PAC/énergie électrique consommée par la pompe à chaleur (compresseur + auxiliaires non permanents) fois plus d énergie qu elle n en consomme du fait de son COP, coefficient de performance. Néanmoins elle possède l inconvénient de sont cout et que son COP n est pas stable en fonction de la température extérieure. La chaudière est plus souple, avec un rendement plus faible mais relativement stable dans des conditions nominales. En revanche elle consomme, sauf la chaudière bois, des énergies fossiles comme le gaz. COP mesuré suivant la NF EN avec des valeurs ponctuelles telles que définies auparavant (T extérieure de +7, température d eau chaude de +35 C). COP système : c est l énergie thermique fournie par la pompe à chaleur / énergie électrique consommée par la PAC, + les auxiliaires permanents + l appoint électrique (en énergie directe ou en dégivrage hiver). COP annuel : c est la valeur intégrée et moyenne du COP système durant toute la saison de chauffe, ou toute l année (cas avec production d eau chaude sanitaire via la pompe à chaleur ou réchauffage d eau chaude de piscine). Définition des «auxiliaires» : ce sont tous les éléments de la pompe à chaleur consommant de l énergie électrique autres que le compresseur de la pompe à chaleur, comme les ventilateurs, les pompes, et autres équipements électriques permettant la fourniture de chaleur «aux bornes» de l utilisation.. L on distingue alors les auxiliaires non permanents, les 28

29 auxiliaires dont le fonctionnement est asservi à celui de la pompe à chaleur, comme la résistance de dégivrage, ou autres ventilateurs et pompes internes à la pompe à chaleur, et les auxiliaires permanents, c est-à-dire qui fonctionnent en continu pendant la saison de chauffe, indépendamment du compresseur comme les pompes de circulation de chauffage, les équipements divers de régulation consommant de l électricité. Pompe à chaleur de qualité Effectivement le choix d un matériel de qualité et de marque est nécessaire (NF PAC, EUROVENT, fonctionnement garanti par -15 par exemple ) mais il importe de plus que l installation ait été justement dimensionnée, et très correctement installée. De ce fait, les appoints électriques fonctionneront à minima, le rendement de la PAC sera optimisée avec un fonctionnement nominal du ou des compresseurs, L appel à des installateurs qualifiés QUALIPAC ou réseaux spécifiquement formés par des marques ou groupements leaders est ainsi fortement conseillé pour atteindre la performance énergétique. Accès chronique pompe à chaleur sur XPAIR 29

30 Chaudière hybride La chaudière hybride est une mi-chaudière gaz et une mi-pompe à chaleur électrique. Elle est dite «hybride»! Ces nouveaux produits sortis en 2010 pour des applications domestiques, permettent en un seul module de tirer parti dans un ensemble packagés des 2 énergies, le gaz condensation en période de pointe et hivernale, et l électricité en périodes tempérées valorisant au maximum le COP de la pompe à chaleur. Chaudière hybride et concept bi-énergie intégré Ainsi que le concept bi-énergie pompe à chaleur + chaudière gaz condensation se révèle être énergétiquement performant et sécurisant (2 énergies).. Performant pour produire du chauffage et de l eau chaude sanitaire en continu jusqu à 60 C avec la chaudière. Performant pour profiter du Coefficient de Performance de la pompe à chaleur intégrée dès que la température extérieure devient douce par exemple au dessus de +5C, le COP pouvant atteindre 3 et 4! 30

31 Chaudière hybride et dimensionnement Le dimensionnement d une chaudière hybride privilégiera en priorité le générateur présentant la meilleure performance énergétique. Ainsi en plein hiver la chaudière est prioritaire et dès que le COP devient intéressant, c est la pompe à chaleur qui prendra automatiquement le relai. Quand à l eau chaude sanitaire, du fait de sa puissance et son utilisation en continu, c est la chaudière condensation qui est appelée par une gestion technique qui gère ainsi tous ces scénarios énergétiques. Chaudière hybride et économies d énergie Voici un tableau comparatif chaudières avec la performance de la chaudière hybride qui atteint le niveau BBC. 31

32 Régulation de chaudière et domotique Régulation de température La régulation de température ambiante s effectue généralement avec une loi d eau. C est-à-dire en fonction de la température extérieure, l eau de chauffage est plus ou moins chaude. Elle sera par exemple de 70 C par -10 C extérieur et progressivement diminuera et sera de 30 C par +10 C. Régulation de chaque pièce Cette loi d eau est ensuite ajustée en fonction de la température ambiante des locaux à vivre. Apports solaires ou besoins physiologiques différents des occupants peuvent agir sur la régulation de chaque pièce. Par exemple un thermostat d ambiance peut être satisfait et «couper ainsi la régulation», des robinets thermostatiques peuvent se fermer de part des apports solaires et fermer le débit d eau chaude des radiateurs, etc., 32

33 Régulation et programmation La fonction réduit, hors gel et programmation est également importante dans la régulation et les économies d énergie engendrée. Nous disons souvent que 1 C de température ambiante c est 7% d économie d énergie sur l année. En inoccupation que ce soit pour des logements ou des locaux à usage professionnels, un réduit de 4 C sera toujours producteur d économies d énergie. Si la période se prolonge plus de 4 jours, une mise en réduit encore plus fort c est à dire de hors gel à une consigne de +5C sera encore plus intéressante. Certains régulateurs comme les «optimiseurs» permettent d anticiper les temps de démarrage et de réduit en fonction des derniers jours et de leurs conditions météorologiques. Exemple, par -15 C, il faudra redémarrer le chauffage 2 heures avant quand pour la même maison, il faudra redémarrer ½ heure avant par +5 C extérieur. Régulation chaudière et énergies renouvelables Au delà des fonctions propres au chauffage et à la production d eau chaude sanitaire produite par la chaudière, la régulation et les automatismes de chaudières peuvent 33

34 gérer les différentes énergies en jeu. C est ainsi qu une installation solaire greffée à une chaudière fonctionnera en priorité, et de plus c est également la priorité ECS qui prévaudra sur le chauffage (plus inerte). Une installation avec pompe à chaleur en relève de chaudière enclenchera la pompe à chaleur de sorte que le COP, coefficient de performance soit maximum par rapport au rendement chaudière. Cette dernière fonctionnant par grand froid et la pompe à chaleur lorsque la température extérieure deviendra supérieure à +5 C par exemple. Régulation chaudière et domotique Enfin, citons les applications de domotique qui prennent en compte les applications énergétiques globale de l habitat (on parle de domotique dans l habitat et de GTB dans le tertiaire et l industrie). La domotique intègrera tous les équipements qui «dépensent» de l énergie pour optimiser la consommation globale. La domotique gèrera ainsi le chauffage, la production d eau chaude sanitaire, l éclairage, l enclenchement des appareils ménagers, la ventilation,, ainsi que les fonctions de sécurité telles contrôle d accès, vidéophone, alarmes incendie, anti-intrusion, 34

35 Chauffage gaz BBC avec le vecteur air Vecteur air BBC L habitat BBC ou conforme à la réglementation thermique RT 2012, ne pourra s effectuer à moindre coût qu en «pensant» dès la conception à des systèmes intégrés tenant compte de la nouvelle proportion des besoins énergétiques dit BBC. Or, ce n est plus le chauffage qui l emporte, les besoins sont de 2 ou 3 kw peut-être pour une maison fortement isolée et bien exposée (fort coefficient Bbio). C est l eau chaude sanitaire qui nécessitera 15 kw de puissance, et qui représentera 50% des consommations annuelles dans le bilan énergétique de la maison (5 usages BBC : chauffage, rafraichissement, eau chaude sanitaire, électricité éclairage, électricité auxiliaires). source Solution gaz BBC Ainsi la solution «packagée» vecteur air associée à une chaudière gaz condensation permet d être industrialisée à moindre coût et mis en œuvre en plafond derrière une salle d eau WC. C est le vecteur air qui chauffe les pièces de la maison. Les besoins sont limités dans le BBC. La régulation s effectue par actions sur volets motorisés indexés à chaque pièce à chauffer. L eau chaude sanitaire est prioritaire. La régulation/programmation est globale. La ventilation, elle est à part et de type Hygro B pour assurer un très faible niveau de consommation. Dans les zones géographiques froides, des concepts avec du double-flux avec récupération sont recommandés. Bien entendu, avec le vecteur air pour le chauffage, et surtout le vecteur eau pour la production d eau chaude sanitaire, une évolution intégrant de surcroit une énergie renouvelable comme le solaire thermique (CESI) est plus que souhaitable pour encore gagner en basse consommation. 35

36 Eco-générateur Grand comme une chaudière murale et de même apparence, l éco-générateur est un chaudière pour l habitat qui fonctionne sur le principe de la cogénération, soit qui produit de la chaleur et de l électricité à partir d une source unique de gaz ; en principe le gaz naturel, voire le gaz propane. C est une solution répandue en Europe mais encore très nouvelle dans l habitat en France, (env. 100 éco-générateurs fonctionnent aujourd hui dans le cadre de tests). L avantage est de couvrir les besoins en chauffage, les besoins en eau chaude sanitaire, et partie de vos besoins en électricité! La production de chaleur est assurée par un brûleur qui fait tourner un moteur Stirling générant de l électricité (puissance produite environ 1 kw) pouvant être autoconsommée ou revendue à ErDF. Un 2ème brûleur fonctionne en appoint en cas de demande thermique conséquente. L efficacité énergétique de ce «générateur/moteur», grand comme une chaudière murale du système est optimisée par le fait que toute la chaleur produite est récupérée dans le circuit de chauffage et d eau chaude sanitaire. Eco-générateur et émetteurs Un éco-générateur fonctionne avec tout type d émetteurs à eau chaude, tels radiateur ou plancher chauffant. Plus la température de l eau de chauffage est basse, plus la condensation et la production d électricité s effectuent efficacement, et plus également est importante. 36

37 Eco-générateur et économies d énergie On compte généralement entre 15 et 20 % d économies d énergie (gaz naturel et électricité) par rapport à une chaudière à condensation et de 30 % par rapport à une pompe à chaleur. Eco-générateur et entretien C est quasiment identique à une chaudière murale gaz à condensation. Du côté du moteur Stirling, celui-ci étant scellé, il n y a pas de maintenance particulière. Le professionnel devra être formé bien entendu à la -technologie de l écogénérateur. Eco-générateur et RT 2012 La nouvelle réglementation RT 2012 calant le niveau de consommation au BBC, soit des consommations inférieures au seuil de 50 kwh/m2/an intègre l éco-générateur comme solution de référence. Chaudière électrique La chaudière électrique est peu utiliser en France malgré un cout de kwh des plus avantageux en Europe. Hormis dans des applications de confort telles réchauffeurs d eau de piscine ou application de chaudières industrielles, la chaudière électrique souffre d un fonctionnement couteux à effet Joule direct. La chaudière électrique avec résistances plongeantes ou thermoplongeurs qui réchauffent l eau de l accumulateur jusqu à la température maximale de 110 C deviennent de plus en plus rare car trop onéreuse en facture énergétique. Certaines applications utilisent le courant de nuit pour accumuler l eau chaude dans des ballons tampons. Le cas le plus commun dans l habitat et autres applications tertiaire est le ballon électrique à accumulation. Pour des applications plutôt industrielles dépassant 500 kw, on utilise comme éléments chauffants des électrodes immergées. Le courant électrique circule à travers l eau d une électrode à l autre, la résistance étant fonction de la température et de la conductivité thermique de l eau. La conductivité doit être relevée par addition de sels (sulfite de sodium Na2SO3) à l aide d une pompe doseuse de telle façon que la surface des électrodes atteigne une certaine charge. 37

38 Chaudière vapeur De telles chaudières sont utilisées pour la production instantanée de vapeur lorsque les besoins de courte durée et à des températures élevées. Exemple stérilisation à plus de 110 C avec de la vapeur 180)C 10 bars. L eau chaude ne pourrait monter si haut en température et c est le processus vapeur qui donne le meilleur résultat. D autres applications sont : process industriels divers, laveries, cuisines collectives, hôpitaux Dans certains vieux immeubles d habitation on rencontre encore des chaudières vapeur pour le chauffage central ; Très souvent la vapeur est de type basse pression, les canalisations en pentes sont caractéristiques du fluide chauffant vapeur et la radiateurs sont souvent dans des niches avec grilles devant (radiateurs très chauds voire brulants)la chaudière vapeur est produite à partir d un combustible fioul, FOD ou fioul lourd dans l industrie, qui réchauffe un boiler et qui par vaporisation émet une vapeur de pression effective entre 1 et 12 bar. Une chaufferie vapeur nécessite un traitement d eau par échangeur basique. Il est également nécessaire d observer les consignes d entretien très stricte eu égard aux pressions et températures en jeu, souvent très dangereuses. 38

39 Cheminées et évacuation des fumées Fonctionnement d une cheminée La fonction d une cheminée est d évacuer les gaz brûlés résultant du processus de combustion qui s est déroulé dans une chaudière, et, d aspirer simultanément l air comburant nécessaire. Le tirage alors nécessaire dans la cheminée résulte de la différence de masse volumique entre les gaz brûlants qui s élèvent dans la cheminée et une colonne d air froid extérieur de même hauteur. Dans le cas d une chaudière à tirage naturel, le conduit de fumée doit être capable d induire un courant suffisant pour permettre de vaincre les pertes de charges de la chaudière, du conduit de raccordement et du conduit de fumée lui-même. Dans le cas d une chaudière à foyer pressurisé, c est le brûleur qui est chargé de vaincre la perte de charge résultant de la circulation des gaz brûlés à l intérieur de la chaudière, ce qui permet un moindre dimensionnement de la cheminée. Cheminée et gaz brulés La température moyenne des gaz brûlés, dans la cheminée dépend de plusieurs facteurs entre autres du coefficient de transmission thermique des parois de la cheminée. La cheminée sera placée dans la mesure du possible à l intérieur de la construction desservie et le conduit de raccordement entre la chaudière et la cheminée sera aussi court que possible. L intérieur de la cheminée sera lisse et sa section constante. Il est important qu elle puisse rester chaude et que sa capacité thermique soit faible. Dans le cas de conduits desservant des petites installations, le niveau de la sortie des gaz brûlés dépassera d au-moins 0.40 m le faîtage de la construction afin que des tourbillons ne perturbent pas la sortie des gaz brûlés. La condensation occasionnelle de vapeur d eau ne détériore pas les cheminées bien conçues. Lorsque le point de rosée des gaz brûlés est élevé, il est nécessaire de calculer le refroidissement qui aura lieu dans la cheminée afin de ne pas tomber en dessous du point de rosée sinon la pénétration d humidité dans la paroi conduira à la formation de bistre et à sa détérioration rapide. 39

40 Cheminée et chaudière à condensation Lorsque des condensations ont lieu dans la cheminée et la chaudière, comme c est le cas avec les chaudières à condensation, la cheminée doit être réalisée en matériau résistant comme par exemple tubes flexibles ou rigides en acier inoxydable, tubes en matière plastique,. Dans de nombreux cas, et par suite du manque de tirage des gaz brûlés, il faut prévoir un ventilateur qui accélère le débit des fumées beaucoup plus froides puisqu elles peuvent être réduite à 40 C avec une chaudière à condensation, contre plus de 200 C avec une chaudière classique. L évacuation des condensats qui se créent dans el tube de cheminée, se fait en pied de cheminée. Pour une chaudière gaz, le point de rosée des fumées est de l ordre de 50 à 60 C par suite de la forte teneur en eau. En rénovation de cheminée ancienne on utilise la technique du tubage qui consiste à glisser le nouveau conduit à l intérieur de l ancien. Le raccordement en flexible aluminium d un appareil à condensation, de même que le tubage flexible aluminium sont interdits. Il existe des chaudières à condensation à circuit de combustion étanches horizontaux et verticaux. La chaudière est raccordée à 2 conduits en général concentriques (ventouse). Un conduit permet l amenée de l air nécessaire à la combustion, l autre l évacuation des fumées. 40

41 Chaudière condensation et chaufferies Chaudières à condensation à un seul retour A la différence des chaudières standards et de certaines chaudières à haut rendement, les chaudières à condensation ne présentent pas de limite basse de température de production. Il est donc possible d assurer directement une loi de chauffe par action sur un brûleur modulant. Sauf si la chaudière est par ailleurs en charge de la production d eau chaude sanitaire, il n est plus utile d installer une vanne trois voies en régulation de la température de départ. En chauffage individuel, la prise en compte d une sonde de température de compensation intérieure permet d obtenir la régulation optimale. 41

42 Sauf indication du fabricant, les chaufferies sont en général de type «à débit variable» En effet, dans les chaufferies de type «à débit constant» avec bouteille de découplage, le recyclage d eau par la bouteille conduit à un réchauffage non souhaitable des retours. Si la chaufferie comporte plusieurs circuits, un abaissement progressif de la température de la chaudière est réalisé en fonction de la température extérieure, de telle sorte que la température de production soit toujours suffisante pour les différents circuits. Chacun est par ailleurs équipé d une vanne de régulation lui permettant d affiner sa température de départ selon sa propre loi de chauffe. Chaudière à condensation et production d ECS Pour que les chaudières à condensation présentent les meilleures performances, il est souhaitable d en abaisser autant que possible la température de production. Pour le chauffage, la température peut être abaissée à mesure que la température extérieure se radoucit. Mais il faut que la chaudière soit capable de remonter rapidement en température s il apparaît un besoin de production d ECS. 42

43 Une solution consiste à piloter le brûleur à la fois à partir de la température extérieure et celle de la demande d ECS. Lorsque la température de la chaudière sera, du fait de la demande sanitaire, à une température plus élevée que celle nécessaire pour le circuit de chauffage, la température du circuit de chauffage sera contrôlée par l intermédiaire de sa V3V. Le brûleur de la chaudière reçoit des signaux à la fois du régulateur qui contrôle une loi de chauffe fonction de la température extérieure et de celui qui contrôle la production d ECS. La chaudière est maintenue à une température correspondant au plus grand des 2 signaux transmis. Lorsque la température de production est supérieure à celle qui est nécessaire au circuit de chauffage, sa température est maintenue par l intermédiaire de sa vanne 3 voies. Remarque : pour faciliter la compréhension, il a été dessiné ci-dessus 3 régulateurs. En réalité, il existe des régulateurs capables d assurer la totalité des fonctions évoquées. 43

44 Rénovation de chaufferie Particulièrement en rénovation, si la chaufferie comporte 2 chaudières, il n est pas très utile que les 2 chaudières soient passées à la condensation. On n arrive pas à obtenir un régime d eau basse température toute l année. En effet, les 2 chaudières ne sont nécessaires que par grands froids donc peu de jours par an. De plus, durant ces périodes, les températures de retour sont élevées et le rendement des chaudières à condensation n est pas optimal. L amortissement financier d une 2ème chaudière à condensation et du tubage de son conduit de fumée sera donc difficile. En règle générale, dans un immeuble collectif une chaufferie à rénover comportant plusieurs chaudières, on ne passe à la condensation qu une partie des chaudières et on les utilise prioritairement. La chaufferie peut également être rénovée en concomitance avec une rénovation thermique du bâti : isolation par extérieur, remplacement des vitrages, mise en place d une VMC performante,. De ce fait un nouveau bilan de consommation est à effectuer avec l obtention de puissances moindre à mettre en œuvre. Au-delà du remplacement de chaudière de puissance moindre, les idées à analyser dans un cadre de performance énergétique ou d un bilan futur BBC, sont : Mise en place de chaudières à condensation sous réserve que les radiateurs existants s ils ne sont pas changés puissent accepter une eau basse température de 50 C contre 80 C sans doute initialement. Ce changement de régimes est important pour les économies qu il peut engendrer. Toutes fois le bâti beaucoup plus isolé ne demandera sans doute que moitié moins de puissance, voire moins. Les radiateurs ont ainsi, après vérification, toutes chances de convenir aux nouveaux régimes d eau ce chauffage basse température. 44

45 Mise en place d une énergie renouvelable comme le solaire par exemple, d autant plus si la chaufferie assurait la production d eau chaude sanitaire. La réduction de puissance de chauffage entrainant la réduction du nombre de chaudières et donc de la place pour implanter un ballon de stockage de l eau chaude solaire! Point important : une régulation/programmation avec optimiseur, voire une GTC / GTB permettant une gestion des énergies et des équipements tant sur le plan de l efficacité énergétique que sur le plan de la maintenance préventive (GTMAO) 45

46 Chaudières à gaz à brûleur atmosphérique Il existe deux types principaux de brûleur à gaz : le brûleur atmosphérique qui est un brûleur sans ventilateur et dans lequel l air nécessaire à la combustion est aspiré par la simple ascension des gaz brûlés et le brûleur à air soufflé dans lequel l apport de l air comburant s effectue au moyen d un ventilateur. Les principaux documents réglementaires et normes en vigueur à respecter sont la NF D «Chaudières à brûleurs atmosphériques utilisant les combustibles gazeux pour chauffage central par l eau chaude», la NF D «Chaudières de puissance utile inférieure ou égale à 70 kw utilisant les combustibles gazeux pour le chauffage central par l eau chaude destinées a être raccordées à une installation d évacuation mécanique des produits de combustion», la NF D «Chaudières pour chauffage centrale par l eau chaude à brûleurs atmosphériques utilisant les combustibles gazeux à circuit de combustion étanche équipé d un ventilateur incorporé au circuit air de combustion ou produits de combustion», l arrêté du 2 Août 1977 relatif aux règles techniques et de sécurité applicables aux installations de gaz combustible et d hydrocarbures liquéfiés utilisées à l intérieur des bâtiments d habitation ou de leurs dépendances, l arrêté du 15 Juillet 1980 rendant obligatoires des spécifications techniques relatives à la réalisation et à la mise en œuvre des canalisations de gaz à l intérieur des bâtiments d habitation ou de leurs dépendances (arrêté modifié par les arrêtés des 28 Octobre 1980 et 15 Mars 1983). Histoire de la chaudière Années : apparition des foyers au fuel en France avec les premières chaudières à éléments en fonte, et l apparition de nouvelles chaudières plus performantes après crise du pétrole de Après 1973 : chaudières chauffage central avec rendements plus élevés et réductions des pertes par les gaz brûlés par rayonnement ainsi qu à l arrêt du brûleur. Années 1980 : Amélioration des rendements avec les lois d eau soit des chaudières dont la température d eau varie progressivement en fonction de la température extérieure. Apparition des chaudières basse température (chaudière dont la température d eau chaude ne dépasse pas 75 C et qui peut descendre à 40 C) Années 1990 : montée en puissance de la chaudière à condensation qui récupère la chaleur latente des fumées. Les rendements dépassent les 100% sur PCI. Années 2000 : mixage des énergies avec pompes à chaleur et solaire. Apparition de l écogénérateur, de la chaudière hybride (avec pompe à chaleur),... 46

47 FAQ Comment assurer le financement des installations de chauffage? Installations de chauffage ou d énergies renouvelables doivent être financé sur fonds propres, avec éventuellement les aides publiques (crédit d impôts, crédit à taux zéro), et avec les prêts bonifiés ou adaptés. Un exemple de prêts avantageux touchant les installations de chauffage, d EnR, d isolation thermique, de remplacement de fenêtres,, sont ceux de la banque SOFEA. Quel est le bruit d une chaudière à condensation? Le bruit d une chaudière à condensation n est pas plus élevé qu une chaudière récente et bien moins qu une ancienne chaudière à veilleuse. En termes de puissance acoustique, il existe deux catégories, les chaudières à condensation dont le niveau de la puissance sonore est compris entre 43 et 49 db et celles dont le niveau de la puissance sonore est compris entre 38 et 43 db. La chaudière à condensation est plus chère qu une chaudière standard ; pourquoi? La chaudière à condensation possède un brûleur de très haute technologie, ainsi qu un échangeur de chaleur important récupérant la chaleur des fumées et résistants aux condensats acides (ph entre de 3,5 à 5. Rappelons que le rendement est supérieur de ces faits, à 100%. Chaudière à condensation et une chaudière basse température, comment choisir? Tout dépend d abord du budget dont vous disposez et des économies que vous souhaitez réaliser. Une chaudière à condensation est plus onéreuse qu une chaudière basse température, mais possède un rendement supérieur 15% du principalement à la technologie et à la récupération de la chaleur latente des fumées. En revanche la chaudière à condensation permet un crédit d impôt 2011 de 15 % alors que ce n est plus possible avec la chaudière basse. De plus la chaudière à condensation devient le standard dans le cadre de la réglementation thermique RT 2012 portant le niveau de consommation des bâtiments au seuil basse consommation ou BBC. 47

48 Comment choisir entre un éco-générateur gaz et une chaudière gaz condensation? Le budget bien entendu n est pas le même car si la chaudière à condensation est un bien domestique désormais courant et obligatoire dans le neuf eu égard à la RT 2012, l éco-générateur est encore au début de sa production en masse. Son développement devra être exponentiel en La différence, est que l écogénérateur produit de l électricité et utilise la technologie de la condensation pour assurer le chauffage et la production d eau chaude sanitaire de la maison. Chaudière condensation double service : c est quoi? C est simplement une chaudière à condensation qui assure à la fois le chauffage et la production d eau chaude sanitaire. Cette chaudière assemble en un seul élément carrosserie le corps de chauffe chauffage et un échangeur eau chaude sanitaire délivrant de l ECS en continu. Certaines chaudières mixtes, pour apporter plus de confort d eau chaude notamment en période de pointe intègre un ballon d accumulation de plus ou moins petite taille. La régulation intégrée gère la priorité généralement donnée à la production d eau chaude. Une chaudière «simple service» couplée à un ballon d eau chaude sanitaire séparé (jusqu à 300 l) constitue également un moyen d obtenir une capacité de stockage renforcée et un confort maximal. Production d eau chaude instantanée ou micro-accumulation, que choisir? Avec une chaudière murale, il y a trois façons de produire de l eau chaude sanitaire : La chaudière avec production ECS instantanée. La chaudière produit l eau chaude au moment où vous l utilisez. La chaudière à micro-accumulation ; elle permet le stockage de quelques litres d eau chaude dans le ballon, pour éviter le fonctionnement intempestif du brûleur pour de faibles quantités. Et la chaudière avec ballon à accumulation, qui elle stocke l eau chaude sanitaire dans un ballon de plus de trente litres! 48

49 Calculer de la consommation d eau chaude sanitaire pour un logement? Un individu normal consomme par jour entre 50 à 60 litres d eau chaude à 45 C (individu économe 20 à 35 l/j, individu moyen de 35 à 60 l/j, individu consommateur de 60 à 85 l/j). Quelques chiffres utilement, comptez 90 litres pour un bain, 35 litres pour une douche, 20 litres pour un lave-vaisselle, 25 litres pour un lave-linge, 65 litres pour le nettoyage. Une chaudière à condensation, une chaudière basse consommation combien ça coûte? L achat et la mise en œuvre d une chaudière gaz à condensation de 24 kw, cheminée ventouse, coutera environ 4200 T.T.C. posés (compté avec TVA de 7 %). De plus vous pouvez profiter en 2011 d un crédit d impôt développement durable de 13% sur le prix d achat de la chaudière. Une chaudière gaz basse température de 24 kw, idem ventouse coûtera 3800 T.T.C., posé (compté avec TVA 7 %). Quels sont les grands principes RT 2012? Dans la construction neuve en France, l histoire a marqué le pas en 1974 avec l apparition des premières règles thermiques obligeant à isoler le bâti. Depuis 1974, les Pouvoirs Publics n ont cessé d ajuster les exigences, au rythme des réglementations thermiques successives : 1982 (le coefficient B), 1988 (le coefficient C), 2000 (la RT 2000) et 2005 (la RT 2005) et désormais la RT Après 1974, vient 2012 est une nouvelle étape importante où il va enfin se construire en France des bâtiments très bien isolés, sans ponts thermiques, mais aussi bien conçus, et pensés autrement avec toute la filière maître d ouvrage, architecte, thermiciens, économistes, , 2012 : deux dates importantes, voilà pour nous le premier enseignement majeur de ce nouveau règlement aux allures de challenge, prescrire ensemble, maître d ouvrage, concepteurs, économistes, de l énergie non consommée et durable! Comme pour la RT 2005, pour cette nouvelle réglementation, une limite sur les consommations d énergie primaire C max est exigée, de même pour le confort d été. De plus, une nouveauté est introduite : une limite sur les besoins, B Bio max. 49

50 Rappelons les trois exigences globales de la RT 2012 : le B bio max : besoins 3 usages «chauffage + refroidissement + éclairage» - le C max : consommations 5 usages «chauffage + refroidissement + éclairage + ecs + auxiliaires» - le Confort d été : Température intérieure conventionnelle Tic Tic réf. Quel installateur est à même de mettre en œuvre une chaudière bois Nous recommandons les installateurs ayant signés la chartre QUALIBOIS pour les applications domestiques ; site Par ailleurs pour des projets plus importants des références chantier sont à exiger avec les économies ou performances atteintes. Le bois de chauffage doit sécher combien de temps? Le jeune bois nécessite un entreposage de 2 ans minimum pour une bonne combustion. Les 2 ans peuvent être ramenés à un an si ce bois est coupé, fendu et conservé sous un abri dans un endroit très bien ventilé. Le temps recommandé pour obtenir un bois sec à 20 % d humidité est estimé à : - 15 mois pour des bûches de 33 cm en quartier, sous abri, - 17 mois pour des bûches de 33 cm en rondins, sous abri, - 18 mois pour un stère. - plus de 24 mois pour un stère. Un stère de bois correspond à 1 m³ de bois (1 m de longueur, 1 m de largeur, 1 m de hauteur). en rondins de 1m, à l air libre. 50

51 ASPECTS REGLEMENTAIRES Chaudières et RT 2012 Les réglementations thermiques se succèdent, Règles THK 77, Coefficient B, RT 2000, RT A chaque fois les niveaux de performances augmentent et les consommations de références diminuent de plus ou moins 15%. Avec la RT 2012, la cadence est maintenue mais la tendance est complètement bousculée! En effet, pour un bâtiment consommant aujourd hui entre 150 et 200 kwh/m².an en respectant la RT 2005, nous nous dirigeons, non pas vers 15% d amélioration énergétique, mais vers un facteur de division par 4 ou par 3, pour arriver aux fameux 50 kwh/m² et par an ; en moyenne, pour toute construction neuve. De fait seules les chaudières performantes comme les chaudières à condensation avec principalement une intégration EnR (Energie Renouvelable) comme le solaire sont des références eu égard à la nouvelle réglementation thermique RT Rappelons d une manière plus large quels sont les équipements qui sont compatibles avec cette nouvelle réglementation : Si combustibles : équipements valorisants (condensation, micro cogénération, ) Probables pénétrations des solutions thermodynamiques Chauffage électrique effet Joule possible (en fonction de la zone climatique et surface du logement) si bâti et production d ECS très performante Valorisation significative du bois et réseaux à faibles émissions 51

52 Le chauffage par pompe à chaleur, par chaudière gaz condensation et par chaudière bois granulés La standardisation des énergies renouvelables en maison individuelle et nommant le solaire. Prise en compte des solutions EnR pour la production d eau chaude sanitaire La standardisation du chauffe-eau thermodynamique et des capteurs solaires thermiques Systèmes mixtes avec solutions «chauffage» performantes Récupération calories sur eaux usées Ventilation Simple flux asservi (hygro, présence, CO2, ) + équipement basse consommation, La généralisation importante de la ventilation double-flux au Nord-est de la France Récupération calories sur air extrait, autres 52

53 Réglementation chaufferies Les textes législatifs et réglementaires pris en compte ici relèvent, sauf exception, du code de l environnement. Leur objectif est d aider à réduire la consommation d énergie et à réduire les émissions de substances polluantes. Ces textes concernent, plus particulièrement, l entretien et le contrôle des chaudières dont les puissances nominales s échelonnent de 4 à [kw]. Sont exclues les chaudières de récupération alimentées par les gaz de combustion de machines thermiques. Les deux classes de chaudières Pour l application des textes réglementaires, dont nous fournissons en annexe les extraits essentiels, il faut distinguer : les chaudières de puissance nominale comprise entre 4 et 400 kw, les chaudières de puissance nominale supérieure à 400 kw et inférieure à 20 MW. Dans le texte codifié initial (code de l environnement) ces deux catégories ne sont pas toujours faciles à séparer. Depuis juin 2009 les deux catégories sont plus clairement distinguées, avec deux décrets différents, essentiellement chargés de la mise à jour du code de l environnement : le décret du 9 juin 2009 pour les chaudières de puissance nominale comprise entre 4 et 400 kw, le décret du 9 juin 2009 pour les chaudières de puissance nominale supérieure à 400 kw et inférieure à 20 MW. Les obligations de base sont très différentes selon la catégorie de chaudières : 1. pour les chaudières de 4 à 400 kw il faut prévoir un entretien annuel, dans des conditions précisées ci-dessous ; 2. pour les chaudières de plus de 400 kw et de moins de 20 MW il faut prévoir un contrôle périodique de l efficacité énergétique par un organisme accrédité. Chaudières de 4 à 400 kw : conditions d entretien Pour les chaudières de cette première catégorie (4 à 400 kw) il est impératif de prévoir un entretien, qui doit avoir lieu :- chaque année dans le cas général, - au plus tard dans l année civile en cours en cas de remplacement de la chaudière, ou d une nouvelle installation. L entretien, tel qu il est défini par le code de l environnement, comprend : 53

54 la vérification du fonctionnement correct de la chaudière, (si nécessaire) le nettoyage et le réglage de la chaudière, la fourniture éventuelle de conseils de gestion de l installation. Il appartient à une personne bien précise (nommée plus loin le «commanditaire») la responsabilité de déclencher les opérations d entretien. S il s agit d une chaudière individuelle, le commanditaire est normalement l occupant (sauf bail contraire). S il s agit de chaudières collectives le commanditaire est soit le propriétaire soit le syndicat de copropriétaires. Chaudières de 4 à 400 kw : responsabilités du prestataire L entretien doit être matériellement assuré par un professionnel qualifié. Outre l assurance des responsabilités civiles en découlant le professionnel chargé de l entretien doit remettre au commanditaire une attestation du travail effectué. Cette attestation d entretien doit permettre au commanditaire de justifier que le service a bien eu lieu. N.B. Il est actuellement prévu un arrêté fixant les modalités de l entretien : en novembre 2009 cet arrêté n est pas encore paru. Chaudières de 0,4 à 20 MW : rendements et équipements Pour les chaudières de plus de 400 kw et de moins de 20 MW il faut obtenir des rendements, et prévoir des équipements de mesure fixés comme suit Chaudières de 0,4 à 20 MW : les rendements minimums Les rendements minimums varient selon la date de mise en service de l appareil et le fluide caloporteur (dans le cas de combustion simultanée de deux combustibles le rendement minimal est évalué au prorata des quantités de combustibles consommées). Chaudières de 0,4 à 20 MW : exploitation et contrôles Chaudières de 0,4 à 20 MW : obligations de l exploitant 54

55 A chaque remise en marche de la chaudière, et au moins tous les trois mois pendant la période de fonctionnement, l exploitant est tenu : - de calculer le rendement caractéristique de la chaudière dont il a la charge, et de vérifier les autres éléments permettant d améliorer l efficacité énergétique de celle-ci. Pour toute chaudière ou ensemble de chaudières définies plus haut, l exploitant doit tenir à jour un livret de chaufferie contenant ces informations. Chaudières de 0,4 à 20 MW : le contrôle périodique L exploitant d une chaudière visée par le présent chapitre doit vérifier son rendement, et ce à chaque remise en service ou au moins tous les trois mois. Le code de l environnement exige, également, que soient vérifiés les «autres éléments permettant d améliorer l efficacité énergétique» de la chaudière en cause. Chaudières de 0,4 à 20 MW : le livret de chaufferie 1. Pour toute chaudière ou ensemble de chaudières de 400 W à 20 MW l exploitant doit tenir à jour un livret de chaufferie archivant : les rendements calculés lors des remises en marche ou périodiquement (tous les trois mois au moins), ainsi que toutes les observations utiles concernant l efficacité énergétique de l installation. 2. Chaque contrôle doit donner lieu, par l organisme accrédité, à l établissement d un rapport de contrôle fourni à l exploitant, rapport qui mentionne : le résultat des observations prévues ci-dessus, ainsi que les observations pouvant être faites - à partir du livret de chaufferie - sur l entretien des chaudières. Pour en savoir plus lien vers chronique «réglementation chaufferie» 55

56 PRODUITS RECOMMANDES Ci-après sont présenter des liens vers les marques, produits et services qui nous semblent les plus professionnels et plus qualitatifs, relatifs à la chaudière et à ses applications notamment basse consommation. Cette liste n est certes pas limitative. Dans tous les cas, nous rappelons qu un générateur comme la chaudière est aujourd hui au cœur de la performance énergétique ou de la "non performance". Il convient donc de choisir ce générateur, sa régulation et tous ses accessoires, y compris ses interfaces avec une énergie renouvelable que cela soit du solaire ou une pompe à chaleur, dans une gamme de matériel connue et reconnue. De même pour l installation de la maintenance, seuls des professionnels formés et avertis pourront maintenir une installation avec ses réglages d origine et optimum sur le plan énergétique. OLIO Condens 300 F Chaudière fioul à condensation Description Chaudière fioul condensation, à simple service, de 22,3 kw ou de 30,5 kw, avec brûleur fioul à pulvérisation suivant EN 267, à conduit de produits de combustion de type B23 / B23p / C13 / C33. Chaudière compacte avec corps de chauffe mixte (primaire acier, secondaire inox) très performant permettant d'atteindre des rendements très élevés (jusqu'à 101,8% sur PCI). Compatible avec le nouveau fioul désulfurisé type GONR- Combinées aux ballons WST 120 RO ou WST 100 StR, les chaudières Olio Condens 3000 F assurent une production ECS abondante. D'autres combinaisons sont possibles avec les ballons de type WST Ix. Chaudière complète : prête à être installer. Elle comprend un circulateur, un vase d'expansion, et une soupape de sécurité 56

57 AXEO CONDENS Chaudière fioul Description L'Axéo Condens bénéficie d'une technologie fiable et éprouvée. L'ensemble est complet, tout intégré et vous apportera du confort thermique. L'achat de la chaudière ouvre des droits à crédit d'impôt mais en plus vous économisez sur le combustible. 4 modèles, avec 2 puissances nominales de 25 et 32 kw, sur chaque puissance ; un modèle 1 et 2 services Économies / Écologie - Chaudière à très haut rendement : 103% = économie de fioul - Crédit d'impôt de -13% * Confort - Ballon d'ecs de 120 L assurant un grand confort : débit > 20 l/min - Régulation simple et ergonomique avec tableau de bord basculant pour une meilleure lisibilité Simplicité / Compacité - Produit tout integré : avec vase d'expansion, vanne 3 voies motorisée, régulation sur sonde extérieure et brûleur - Pratique : produit qui peut se spliter en 2 parties pour les accès difficiles - Simplicité d'entretien : Accès par l'avant pour la maintenance (y compris le condenseur) - Simplicité d'utilisation : Raccordement sur conduit PPTL (polypropylène) - Produit cheminée ou ventouse 57

58 SERELIA GREEN Chaudière murale gaz condensation Description Serelia Green est une chaudière à condensation avec ballon intégré de 15 litres. Compacte, avec une largeur de 44 cm, elle est la championne toutes catégories en termes de confort sanitaire et de chauffage. Avec sa certification 3*** CE selon la norme EN pour le sanitaire et un rendement global jusqu à 108 % en chauffage, Serelia Green fait rimer confort sanitaire et économies. Avantages - Qualité eau chaude sanitaire 3***CE, niveau maximum prévu par la norme EN Production d eau chaude sanitaire pilotée par turbine modulante, pour répondre aux besoins sans temps d attente et à température constante, même lors de très petits puisages. - Système de charge ECS permettant d améliorer le confort sanitaire (Delta System). - Fonction Eco permettant de gérer les plages horaires de réchauffage de la réserve ECS afin de réduire la consommation d énergie (Eco System). - Permet de réduire de 10 à 30% votre consommation chauffage et sanitaire**. - Réduction de 40 % des émissions de CO2**. - L ajout d un thermostat d ambiance hebdomadaire programmable permet d économiser de 10 à 25% supplémentaires sur la facture liée au chauffage. - Large plage de modulation, de 10 à 100%. - Pompe chauffage modulante de classe A à indice d'efficacité énergétique EEI<0,23 pour réduire les consommations électriques. - Régulation modulante et prédisposée pour être raccordée à une sonde modulante et une sonde extérieure afin d optimiser confort et consommation énergétique. - Mise en service facilitée grâce à sa fonction purge automatique et à son aide au réglage de la combustion avec accès direct. - Tous les composants étant accessibles par l avant de l appareil, la maintenance est simplifiée. 58

59 icovit exclusiv Chaudières sol fioul condensation Description Nos chaudières sont parfaitement adaptées à la rénovation des anciennes installations de chauffage. En effet, grâce à leur grand volume d'eau (85 ou 120 litres), ces chaudières s'adaptent à toutes les configurations d'installation. Pas de débit minimum nécessaire, pas de température minimum exigée, pas de bouteille de mélange à ajouter. Avantages Performance Technologie condensation Brûleur 2 allures pour de réelles économies d'énergie Combustion flamme bleue réduisant les émissions polluantes Fiabilité Utilisation de matériaux de grande qualité (inox et acier) Gestion électronique éprouvée Echangeur condensation "autonettoyant" Facilité Utilisation intuitive Dimensions compactes 59

60 DUOTWIN Condens Chaudière sol gaz condensation avec ballon intégré Description Duotwin Condens est une chaudière sol mixte à condensation qui répond aux besoins en chauffage et en eau-chaude sanitaire d'un foyer de 4 personnes et plus. Grâce à un système de production d'eau-chaude en mode accumulé et un ballon intégré de 80 Litres, Duotwin Condens fournit à tout moment de l'eau-chaude à température constante, quelle que soit l'intensité du nombre de puisages. Avantages Un confort eau chaude inégalé Grâce à son ballon intégré de 80 litres, Duotwin Condens délivre à tout moment de l'eau chaude à température stable et ce, quelle que soit l'importance et le nombre de puisages : 268 litres d'eau chaude en 10 minutes! Écologie & économie réconciliées Grâce à la condensation Duotwin Condens consomme jusqu'à 30 % de gaz en moins qu'une ancienne chaudière de 15 ans. Un atout considérable quand on sait que le chauffage représente aujourd'hui 69 % des dépenses d'énergie d'un ménage (source : ADEME). Enfin une chaudière qui consomme moins pollue moins (CO2, gaz carbonique et d'oxyde d'azote), c'est un fait! Pour toutes les situations Duotwin Condens est la chaudière la plus compacte de sa catégorie. Ses dimensions minimisées lui permettent de trouver facilement sa place dans votre maison : seulement 131 cm de haut! De plus avec sa sonde extérieure de série Duotwin Condens fonctionne en mode condensation avec tous les types de chauffage : radiateurs récents ou anciens... Enfin, pour plus de lisibilité chaque touche = une seule fonction. 60

61 Egalis Ballon Condens Chaudière murale gaz condensation avec ballon de stockage ECS Description La nouvelle chaudière Egalis Ballon Condens s'impose comme une solution de chauffage durable conçue en accord avec les exigences de la Réglementation Thermique Le confort exemplaire qu'elle procure en fait la solution parfaite pour allier économies d'énergie et confort généreux. Avantages - Rendement élevé de 109% et circulateur à vitesse modulante - Facile à installer grâce à son ballon intégré et à ses dimensions compactes - Conception compacte - Accessibilité de ses composants en façade a été pensée pour une maintenance rapide et facile. - Confort sanitaire 3 étoiles selon la norme EN Un volume de ballon de 48L, une puissance ECS de 29,7kW et un débit continu à 690 l/h permettent d assurer des puisages simultanés pour vos douches et vos bains sans variation de température à la sortie de votre robinet. - Régulation Heatronic 4 61

62 Vitodens 300-W Chaudière à condensation Description Chaudière murale gaz à condensation simple service de 1,9 à 35 kw. Plage de modulation élargie de 1 : 10 Le brûleur gaz MatriX et les surfaces d'échange Inox- Radial en acier inoxydable garantissent une efficacité énergétique et un confort d'eau chaude sanitaire élevés et constants. Avantages - Idéale pour les bâtiments à basse consommation énergétique - Grande capacité en eau, faible fréquence des démarrages brûleur, même en cas de demande de chaleur peu élevée - Longévité et efficacité grâce à l échangeur Inox-Radial - Régulation simple d utilisation avec affichage en texte clair ou graphique et régulation de combustion Lambda Pro Control pour un rendement durablement élevé et des émissions polluantes particulièrement faibles - Module de commande de la régulation pouvant être monté sur un socle mural - D utilisation facile via une commande à distance radio à écran tactile, un smartphone ou une tablette avec une application conçue à cet effet - Pompe à courant continu à haute efficacité énergétique (Label A) - Fonctionnement silencieux grâce à la faible vitesse de rotation de la turbine 62

63 Cedra Turbo 2 Chaudière bois Description La chaudière bois Cedra Turbo 2 fonctionne à gazéification avec combustion inversée à triple parcours de fumées Avantages - Combustion inversée - Modulation de puissance permanente - Rendements > 84 % - Relève de chaudière automatique - Livrée entièrement montée et câblée - Catalyseur et grille en inox Equipements de série - Ventilateur à aspiration placé en sortie de chambre de fumées - Tableau de commande avec thermostats de régulation et de sécurité - Sonde thermostatique immergée pour modulation - Echangeur de sécurité : serpentin en acier immergé - Doigts de gant pour sondes - Fonction arrêt du ventilateur en cas d'épuisement du bois - Aquastat anti-condensation (55 C) - Aquastat coupure pompe de recyclage - Sortie contact sec pour chaudière gaz ou fioul 63

64 MODULENS O Chaudière fioul à condensation Description Avec son brûleur modulant unique sur le marché, la gamme de chaudières fioul à condensation Modulens O, solution 100% compatible avec un système solaire, s'adapte parfaitement à vos besoins en vous proposant une installation haute technologie grâce à sa large gamme de puissances de 10,6 à 28,6 kw. Avantages - Confort maximal et compatibilité multi-énergies - Chaudière combinable à plusieurs types de préparateurs selon les besoins - Régulation haut de gamme Diematic isystem - Système breveté du brûleur fioul modulant - Compacte et entièrement équipée - Rendements élevés 64

65 LEXIQUE Chaudière à condensation Chaudière conçue pour utiliser la chaleur latente libérée par la condensation de la vapeur d eau dans les produits de combustion (permettre aux condensats de sortir de l échangeur de chaleur sous forme liquide par un tuyau d évacuation des condensats). Chaudière tout ou rien Chaudière maintenant une combustion continue de celui-ci, ne permettant pas de faire varier la puissance du brûleur tout en (inclut les chaudières à vitesses de combustion alternatives réglées une seule fois au moment de l installation, dites à plages de vitesse). Chaudière à puissance variable par paliers Chaudière permettant de faire varier la puissance du brûleur par échelons tout en maintenant une combustion continue. Chaudière modulante Chaudière permettant de faire varier de manière continue (entre un réglage minimal et un réglage maximal) la puissance du brûleur tout en maintenant une combustion continue. Pouvoir calorifique inférieur et supérieur Quantité de chaleur libérée par unité de combustible lorsqu il est entièrement brûlé avec de l oxygène à une pression constante et égale à Pa, et lorsque les produits de combustion sont ramenés à la température ambiante (cette quantité inclut la chaleur latente de condensation de la vapeur d eau contenue dans le combustible et de la vapeur d eau formée par la combustion de l hydrogène contenu 65

66 dans le combustible), à utiliser de préférence à «pouvoir calorifique inférieur» (souvent inappliqué par la réglementation française). Pouvoir calorifique supérieur moins la chaleur latente de condensation de la vapeur d eau dans les produits de combustion à température ambiante. Réglementation thermique La réglementation thermique fixe la performance énergétique minimale à respecter tant pour les constructions neuves (RT 2005, puis RT 2012, puis RT 2020) que pour le bâtiment existant (RT existant). Dans le neuf avec la RT 2005, le bâtiment doit présenter une consommation inférieure à une consommation dite conventionnelle regroupant le chauffage, la climatisation, la ventilation, l eau chaude sanitaire et l éclairage. Toutes sortes d énergies, de systèmes d isolation thermique, de chauffage, toutes sortes de ventilation, de régulation étant admises, un peu comme des curseurs plus ou moins haut, à la condition que globalement le bâtiment soit en deçà d un seuil énergétique. Dans l existant la réglementation est également obligatoire depuis La RT existante fixe une performance minimale pour les éléments remplacés ou installés. Elle distingue deux cas : si le bâtiment ou le projet de rénovation est supérieur à 1000 m² et si le projet est de surface inférieure à 1000 m². Dans ce dernier cas, la RT est appelée «RT par élément». Dans le neuf comme en rénovation, la réglementation thermique défavorise les énergies renouvelables, notamment en les citant en référence. Ainsi les calculs réglementaires, intégrant une chaudière à bûches, une pompe à chaleur, l énergie solaire pour la production d eau chaude sanitaire, permettent d obtenir rapidement et avec certitude un bâtiment réglementaire. Enfin la réglementation thermique évolue globalement tous les 5 ans en France. La réglementation RT 2012 qui succède à la RT 2005 va plus loin dans la performance énergétique des bâtiments pour amener ceux-ci au niveau du BBC, soit le Bâtiment Basse Consommation. Cela impliquera pour le neuf par exemple un niveau de consommation d énergie primaire inférieur ou égal à 50 kwhep/am² et par an selon les régions. De même, la prochaine RT 2020 visera encore plus haut sur le plan énergétique pour adopter en référence le BEPOS (ou BPOS), le Bâtiment à Energie Positive. Construction passive sur le plan énergétique qui consomme moins que ce qu elle produit. Cette étape de très haute performance énergétique ne s effectuera que par l utilisation des énergies renouvelables comme le photovoltaïque associé à une construction très bien isolée thermiquement et avec une ventilation minimale équipée de récupération d énergie. 66

67 Bâtiment à énergie positive Un bâtiment à énergie positive ou BEPOS ou BPOS est un bâtiment qui produit plus d énergie qu il n en consomme. Dans les prochaines années, les bâtiments neufs à basse consommation (BBC, BEPOS, BEPAS) seront chauffés par de l air chaud. Cela peut en choquer plus d un, mais avec des besoins calorifiques en nette diminution, des besoins hygiéniques de plus en plus préoccupants et une interdiction de climatiser sur 90% du territoire alors que les bâtiments ont de moins en moins d inertie et de plus en plus d isolation, jouant contre le confort d été, le vecteur air s imposait. Le BEPOS correspond au Bâtiment à Energie Positive. C est une construction à très basse consommation d énergie et qui produit plus d énergie qu elle n en consomme. Pour fixer les idées un BEPOS : - consomme trois fois moins, par rapport à une construction actuelle conforme à la RT a une consommation de chauffage inférieure à 12 kwhep/m²/an - a une consommation totale d énergie primaire chauffage, eau chaude sanitaire, éclairage, tous appareils électriques confondus, de 100 kwh/m²/an! Un bâtiment à énergie positive sera obligatoire pour tous les logements neufs à partir de 2020 (RT 2020). Pour arriver à une telle performance en premier lieu en construction neuve ou en lourde réhabilitation, besoin énergétique doit être ramené à un niveau dit passif. Ainsi le BEPOS est avant tout un BEPAS (Bâtiment à Energie Passive) qui va encore plus loin dans la performance énergétique en utilisant de surcroit les énergies gratuites et renouvelables. Le concept de BEPAS ou de maison passive provient de références déjà existantes chez nos voisins allemands (Passiv Haus). Génie climatique Roger Cadiergues, polytechnicien et éminent expert, est à l origine du mot génie climatique. Le Génie Climatique est l ensemble des techniques de chauffage, de ventilation et de climatisation, alliant confort thermique et performance énergétique. Sous nos latitudes les constructions même bien isolées doivent être chauffées, ventilées voire climatisées. Le génie climatique regroupe toutes les techniques de confort thermique en maitrisant la performance énergétique du bâtiment eu égard à 67

68 la réglementation thermique et aux contraintes économiques et écologiques. Et ce, du stade conceptuel jusqu au stade maintenance pendant toutes les durées de vie des équipements techniques (chaudières, radiateurs, CTA, ) et du bâtiment lui-même. Le génie climatique regroupe toute la communauté professionnelle dans l acte de concevoir, livrer et entretenir des solutions de confort thermique globale, soit un niveau de confort avec une maîtrise du coût global et de l empreinte écologique. Le coût global intègre au delà du prix de l installation thermique, les dépenses d exploitation, d entretien, maintenance, de renouvellement du matériel, des contraintes de déménagement si elles font partie du concept fonctionnel, Chroniques réglementaires, avis d experts en génie climatique et énergétique, Sur Dossiers Techniques, Aide Technique,, sur Vous avez aimé ce dossier? Partagez-le sur vos réseaux sociaux! 68