Le radiateur ultra-léger pour basse température

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1 Le radiateur ultra-léger pour basse température

2 SOMMAIRE 1. Introduction : évolution des techniques de construction 2. Jaga Low H2O Evolution de l échangeur de chaleur JAGA vers le chauffage basse température Rapport TU eindhoven: le chauffage à basse température pour les systèmes à convection Rapport TU BRE: les avantages énergétiques d un radiateur de faible masse Comparaison énergétique des systèmes de chauffage Rapport KIWA: les performances de l échangeur Low H2O 3. Système Jaga DBE Présentation et réglages Réglage des paramètres de la chaudière Tests au Jaga Experience Lab a. Comparaison avec un système de chauffage au sol régulé par thermostat b. Comparaison avec un système de chauffage au sol avec une température ambiante constante

3 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION

4 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Habitations anciennes : Haute température et grand corps de chauffe Rayonnements froids Courants d air Humidité

5 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Habitations modernes : Excellente isolation Peu de déperditions de chaleur Rayonnements froids limités Pas de courants d air

6 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Utilisation de l énergie gratuite

7 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Vers un radiateur plus léger Aujourd hui 25 L 12 L 7 L 1 L 0,5 L

8 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Le radiateur idéal Léger, de faible masse Réactif aux changements de température Utilise au maximum l énergie gratuite Baisse la consommation d énergie

9 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Défi n 1 des matériaux nobles et de la R&D pour une garantie 30 ans Tubes en cuivre et ailettes en aluminium Testé à 25 bars

10 INTRODUCTION : EVOLUTION DES TECHNIQUES DE CONSTRUCTION Défi n 2 vers un chauffage à basse température pour des économies d énergie Chauffage au fioul Chaudière à condensation Pompe à chaleur EXEMPLE POUR UNE PUISSANCE DE 800 WATTS À UN RÉGIME DE 35/30/20 C

11 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O VERS UN CHAUFFAGE BASSE TEMPÉRATURE

12 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Ce qui a changé depuis 1964 Des tubes de plus petit diamètre Des tubes rapprochés Des ailettes ondulées Finition anti-statique Surface de contact plus importante entre l ailette et le tube Résultat : Meilleure distribution de la chaleur via les ailettes Surface maximale des ailettes L air entre les ailettes est mieux chauffé Moins de résistance de l air à base température

13 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Surface de contact entre l ailette en aluminium et le tube de cuivre

14 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Répartition de la chaleur sur l ailette en aluminium

15 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Evolution de l ailette Low H2O vers la basse température Surface de l ailette Propriété de la surface de l ailette Température d eau Distance entre les tubes Surface de contact du tube Surface de l aluminium/mètre Surface du cuivre/mètre 96 cm 2 plat 130/110 C 9 mm 79 mm cm 2 79 cm 2 98 plat 90/ ondulé 55/

16 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Types d échangeurs Low H2O L = longueur de l habillage Order code: LLLTT

17 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Types d échangeurs Low H2O -1 +1

18 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Comment ça marche? L effet de cheminée L air chauffé dans la cheminée est plus léger = il monte La pression de l air dans la cheminée est plus faible que dans l atmosphère = dépression Plus le volume d air chaud dans la cheminée est important, plus la cheminée aspirera de l air froid dans l échangeur de chaleur = L échangeur de chaleur est ainsi situé au plus bas de l habillage pour maximiser le tirage thermique Strada H020 L120 T Watt H Watt Strada H035 L120 T Watt T Watt

19 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O RAPPORT TU EINDHOVEN SUR LA CONVECTION À BASSE TEMPÉRATURE

20 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport TU Eindhoven: le chauffage à basse température pour les systèmes à convection Rapport technique de l Université Technique Eindhoven commandée par la NOVEM (Nederlandse organisatie voor energie en milieu - Technical University Eindhoven / Ir. Jos van Schijndel Objectif : démontrer que les convecteurs peuvent être utilisés à basse température

21 Position du sol (m) ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport TU Eindhoven: Simulation avec radiateur éteint Kelvins : 293 Kelvin = 20 C 265 Kelvin = 0 C Position du mur avec fenêtre (m)

22 Position du sol (m) ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport TU Eindhoven: Simulation avec une hausse de température de 7,5 C Kelvins : 293 Kelvin = 20 C 265 Kelvin = 0 C Position du mur avec fenêtre (m)

23 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport TU Eindhoven: Dispositif de l expérience Effectué dans une salle de test de 9.7 x 5.2 x 2.7 m Simulation de la paroi froide de la fenêtre Mesures de la température et de la propagation de l air

24 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport TU Eindhoven: Retombée d air froid - T mur = 11.3 C - T retour = 19.4 C T de l air( C) Hauteur (cm)

25 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport TU Eindhoven: Compensation de l air froid (effet Coanda) T ( C) - T mur = 12.2 C - T retour = 24.6 C Height (cm)

26 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Type de vitrage Rapport TU Eindhoven: Tests avec plusieurs types de vitrage Valeur U (l/m² C) Température de contact de la vitre ( C) (-5 C / 22 C) Besoin additionel en température ( C) Double vitrage 3 11,5 10 Vitrage faible émissivité Vitrage faible émissivité , ,5 < 5 Conclusion: Avec une température d eau moyenne de 25 C, l échangeur de chaleur Low H2O est suffisament puissant pour compenser le flux d air froid généré par une surface froide (vitre)

27 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O RAPPORT BRE SUR LE RADIATEUR À FAIBLE MASSE

28 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Etude BRE (Building Research Establishment - Rapport BRE L avantage des radiateurs de faible masse Objectif : mesurer et quantifier l avantage thermique lors de l utilisation d un émetteur de chaleur de faible masse (JAGA Low H2O) à la place d un radiateur en acier traditionnel.

29 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport BRE Test comparatif sur 2 maisons

30 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport BRE Simulation de l occupation Radiateur en panneaux acier classique Radiateur LowH2O

31 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport BRE Conclusions Les systèmes Jaga Low H2O permettent une économie d énergie plus importante lorsque le climat est doux avec des demandes de chaleur variables. Economie d énergie en températures douces : 15%. Economie d énergie en températures froides : 5%

32 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport BRE Tests infrarouges 35.0 C 35 Puissance absorbée P in = q m c p T i T vs. Puissance de sortie P out = P n δt n δt n 30.0 C C Radiateur en acier classique Après 4 30, le radiateur est toujours en train de chauffer sans diffuser de chaleur. Le température d eau de retour est toujours froide. Consommation d énergie importante C Radiateur Low H2O Après 4 30, le radiateur Low H2O diffuse déjà de la chaleur. La température de retour de l eau est chaude. Consommation d énergie faible et diffusion de chaleur optimale.

33 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O COMPARAISON ÉNERGÉTIQUE DES SYSTÈMES DE CHAUFFAGE

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35 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O RAPPORT KIWA : EFFICACITÉ DE L ÉCHANGEUR LOW H2O

36 ECHANGEUR DE CHALEUR LOW H2O Rapport KIWA Institut indépendant néerlandais Le certificat de qualité KIWA et la normalisation Néerlandaise montrent à nouveau qu une installation de chauffage composée de radiateurs Low-H2O est bien plus économique. Elle consomme 9 à 16 % d énergie en moins que les radiateurs à panneaux et au moins 5 % de moins que le chauffage par le sol.

37 SYSTÈME DBE PRÉSENTATION ET RÉGLAGES

38 SYSTEME DBE Comment le DBE s intègre au radiateur Low H2O? Radiateur Low H2O Alimentation 12V Unité de contrôle Activateur DBE Commande à intégrer sur la grille

39 SYSTEME DBE Avantages du DBE Element léger Capacité en eau faible Réactif, peu d inertie Permet de travailler à très basse température (températures de chauffage au sol)

40 SYSTEME DBE Comment fonctionne le DBE? Système dynamique Système esclave: ne se déclenche que s il y a de l eau chaude Système automatique pour réguler la diffusion de chaleur Statique Eau chaude Tijd

41 Low H2O met DBE Ajout du DBE X 1,4 Ajout du DBE X 1,6 X 1,7 X 2 X 2,4 X 2,9

42 SYSTEME DBE 2x plus de puissance avec DBE Faible masse Régulation réactive Pas de surchauffe Evite le surdimensionnement Plus petit radiateur par rapport à un radiateur acier pour la même puissance Parfait à basse température 35/30/20

43 SYSTÈME DBE CONSÉQUENCE SUR LE RÉGLAGE DES PARAMÈTRES DE LA CHAUDIÈRE

44 SYSTEME DBE Régulation externe de la température de l eau 1. Une chaudière avec sonde controle la température de l eau. Cela permet de contrôler la puissance émise pour les systèmes lents. 2. Les systèmes rapides réagissent vite aux changements de température d eau. Ainsi la chaudière va réagir pour chaque demande en chaleur. 3. DBE permet de contrôler la température de l eau et la vitesse des ventilateurs = éviter les cycles on/off de la chaudière

45 SYSTEME DBE Eviter les cycles on/off de la chaudière Exemple chaudière Viessmann

46 SYSTEME DBE Eviter les cycles on/off de la chaudière Exemple chaudière Vaillant

47 SYSTEME DBE Eviter les cycles on/off de la chaudière Exemple chaudière Atag

48 SYSTÈME DBE TESTS AU JAGA EXPERIENCE LAB : COMPARAISON AVEC UN SYSTÈME DE CHAUFFAGE AU SOL RÉGULÉ PAR THERMOSTAT

49 SYSTEME DBE JAGA Experience Lab 540m² Température entre -30/+30 C 2 maisons identiques 120 mesures: Température de l air Température de l eau Humidité Flux hydraulique Co2

50 SYSTEME DBE JAGA Experience Lab

51 SYSTEME DBE JAGA Experience Lab Maison 1 Linea Plus DBE L160 H35 T16 DBE mode confort, 20 C Maison 2 Chauffage par le sol, tubes espacés de 10 cm Isolation au sol: 8 cm PUR cm EPS

52 SYSTEME DBE JAGA Experience Lab Test Linea Plus DBE (Maison 1) vs chauffage par le sol (Maison 2) - 00:00:00 Maison 1 régulée à 16 C Maison 2 régulée à 16.5 C / réglage pour passer de 16.5 C à 19.5 C - 04:00:00 Maison 1 réglée pour passer de 16 C à 20 C - 06:00:00 La température de confort est atteinte dans les 2 maisons Allumage des radiateurs IR (800W) dans les 2 maisons pour simuler la présence du soleil par la fenêtre - 07:00:00 Extinction des radiateurs IR / les 2 maisons sont réglées pour passer à 19 C - 10:00:00 Réglage des 2 maisons pour retourner à 16.5 C (mode nuit) - 24:00:00 Fin du test

53 La température dans les deux maisons est approximativement de 16 C. La température de la Maison 1 est légèrement plus froide. La température extérieure est de 10 C.

54 Le thermostat de la Maison 2 est réglée à 19,5 C. Le chauffage au sol commence à consommer de l énergie (2639W consommé par la chaudière). La température de l eau est en dessous de 33 C.

55 Le thermostat de la Maison 2 est réglé à 19,5 C pendant 1 heure. Le chauffage par le sol a fait augmenter la temperature de 0,5 C en 1 heure, passant de 16,7 C à 17,2 C. Le thermostat de la Maison 1 est maintenu à 16 C.

56 Le thermostat de la Maison 2 est réglé à 19,5 C pendant 1 heure. Le thermostat de la Maison 1 est toujours réglé à 16 C. Le Linea Plus DBE a consommé 130 Wh pour maintenir la temperature de la pièce à 16 C. Le chauffage au sol a utilisé 1669 Wh pour faire augmenter la temperature de la pièce de 0,5 C.

57 Le chauffage au sol a fait augmenter la temperature dans la Maison 2 à 18,5 C (en 4 heures) Le thermostat de la maison 1 est réglé à 20 C pour quelques minutes. Le Linea Plus DBE vient de s allumer.

58 Le chauffage au sol a consommé 4487 Wh en 4 heures. Linea Plus DBE a consommé 783 Wh pour maintenir la temperature de la Maison 1 à 16 C. Linea Plus DBE consommé 1500 W de la Chaudière lorsqu on règle le thermostat de la Maison 1 à 20 C et émet rapidement de la chaleur. Le temperature d eau entrante dans les 2 systèmes est approximativement de 36 C.

59 La Maison 1 a atteint sa température de confort de 19,7 C en 30 minutes. Le chauffage au sol a permis à la Maison 2 de n atteindre que 18,7 C. Avec Linea Plus DBE, la température de la pièce a augmenté de près de 4 C en 30 minutes. Avec le chauffage au sol, la température n a augmenté que de 2 C en 4 heures.

60 Le Linea Plus DBE a consommé 700 Wh pour maintenir les 16 C en 4 heures, et 700 autres Wh pour chauffer la pièce de 16 C à 20 C en 30 minutes. La consommation énergétique totale est de 1423 Wh. Le chauffage au sol a consommé 4925 Wh en 4.5 heures en augmentant la température de la pièce de 2 C seulement.

61 La Maison 1 est réglée à 20 C pendant plus d 1 heure. La Maison 2 n est toujours pas à 19,5 C. Afin d atteindre la temperature de confort au meme moment, le Linea Plus DBE a dû être allumé 5 heures après le chauffage au sol. Dans ce test, nous avions 1 heure d avance!

62 Dans les 2 maisons un radiateur électrique IR de 800 W a été allumé pendant 1 heure afin de simuler le soleil entrant à travers la vitre. Le radiateur Linea Plus DBE a cessé de chauffer la pièce lorsque le thermostat a été éteint. Le chauffage au sol a continué d émettre de la chaleur. Dans la Maison 2, la temperature a excédé la temperature de confort de près de 2 C et plus encore après l heure d ensoleillement.

63 Le radiateur IR est éteint depuis 1 heure. Les thermostats des deux maisons sont réglés à 19 C. Le chauffage au sol continue de diffuser de la chaleur par radiation et ne peut répondre rapidement aux changements de demandes du thermostat. Le Linea Plus DBE y répond très rapidement et précisément.

64 La Maison 2 refroidit lentement.

65 Les thermostats sont réglés à 16 C pour le mode nuit pendant 1 heure. La Maison avec le Linea Plus DBE réagit rapidement, sans surconsommation d énergie.

66 La Maison 2 avec le chauffage au sol se refroidit toute la nuit pour atteindre la temperature demandée pour le mode nuit.

67 Sur les graphiques: la ligne bleue montre la temperature désirée sur les thermostats. La période de confort est indiquée en vert. Les lignes rouges montrent les temperatures effectives dans les pieces de chacune des deux maisons. Le système Linea Plus DBE, de par sa faible masse et faible inertie répond aux demandes de variations de température très rapidement. Le chauffage au sol ne tire pas profit du mode nuit et surchauffe la pièce.

68 La consummation énergétique en 24 heures est 24% plus faible dans la Maison 1. Linea Plus DBE consommé de l énergie progressivement et seulement lorsque c est necessaire. Ainsi la consommation est toujours proportionnelle à l émission de chaleur. Le chauffage au sol consomme la grande partie de son énergie lorsqu il se réchauffe le matin. Il accumule l énergie et la restitue le long de la journée.

69 La temperature d eau entrante des deux systèmes est environ de 38 C. Grâce aux activateurs DBE, le Linea Plus peut fonctionner à très basse temperature tout en Assurant un confort et des économies d énergie grâce à sa faible inertie.

70 SYSTÈME DBE TESTS AU JAGA EXPERIENCE LAB : COMPARAISON AVEC UN SYSTÈME DE CHAUFFAGE AU SOL AVEC UNE TEMPÉRATURE AMBIANTE CONSTANTE

71 SYSTEME DBE JAGA Experience Lab Test Tempo DBE vs chauffage par le sol Tempo DBE H30 L120 T16 vs le chauffage par le sol Température extérieure = 7 C Température de l eau = environ 35 C Simulation de demandes de chaleur variables en 24 heures avec un mode nuit

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74 SYSTEME DBE - 7h45 : début de l enregistrement des résultats Maison 1 réglée à +/-16 C Maison 2 réglée à 19.5 C avec le chauffage au sol, sans changement de température - 8h00 : réglage de la Maison 1 pour atteindre les 20.5 C - 13h00 : simulation de l entrée du soleil par la fenêtre par un radiateur électrique de 400W dans les deux maisons - 14h00 : fin de la simulation de l entrée du soleil, les radiateurs électriques s éteignent - 22h00 : Maison 1 réglée sur le mode nuit. La temperature est réglée pour passer de 20,5 C à 16 C - 7h45 : verification des résultats JAGA Experience Lab Test Tempo DBE vs chauffage par le sol

75 Dans la Maison 1, le thermostat est réglé pour maintenir une temperature de 15 C. Le Tempo DBE sera réglé pour le mode nuit à cette temperature. Dans la Maison 2, le chauffage au sol est maintenu à une temperature de 19.5 C.

76 La température extérieure pour les deux maisons est de 6.7 C.

77 Dans la Maison 1, le système DBE est réglé en mode confort. Le thermostat de la pièce est sur 20.5 C.

78 Dans la Maison 1, le système DBE est en mode confort. Le thermostat de la pièce est réglé sur 20.5 C. Le Tempo DBE a consommé plus de 1000W pour se réchauffer. La temperature de l eau entrant dans l échangeur est de 35 C.

79 La température dans la Maison 1 est de 17.6 C, soit 2 degrés de plus qu au début du test en 15 minutes! Ce modèle Tempo DBE est très puissant même avec des temperatures d eau très basses!

80 La temperature dans la Maison 1 est passé de 15 C à 18 C en 30 minutes.

81 La temperature de la Maison 1 est passé de 15 C à Presque 19 C en 1 heure.

82 La temperature dans la Maison 1 a attaint son niveau de confort de 20,4 C depuis plusieurs heures. La temperature de la Maison 1 est réglée de +1 C par rapport à la Maison 2.

83 Les radiateurs électriques sont allumés depuis quelques minutes pour simuler l entrée des rayons de soleil par la vitre dans les deux maisons.

84 Le système DBE a régulé la consummation du radiateur Tempo à 548 W.

85 La temperature dans la Maison 1 n a augmenté que de 0,5 C pour passer de 20.6 C à 21.1 C. La temperature dans la Maison 2 a augmenté de 1,5 C pour passer de 19.5 C à 21 C. La Maison 2 est en surchauffe dûe à un rayon de soleil de seulement 400W via une fenêtre d environ 1m2.

86 La Maison 1 est retournée à une temperature de C. La Maison 2 doit encore refroidir d 1 C pour atteindre sa temperature de confort de 19.5 C.

87 Le Tempo DBE ne consomme de 592W pour maintenir les 20,5 C dans la Maison 1. Le chauffage au sol consommé 679W pour maintenir la Maison 2 à 19,5 C. Le chauffage au sol consomme un surplus d énergie à cause du sous-sol froid. La Maison 1 a utilisé plus d énergie pour chauffer la pièce à 8h00 le matin (passer la pièce de 15 C à20.5 C)

88 Pendant la période de nuit, le thermostat de la Chaudière est éteint pour refroidir la pièce. Aucune consummation d énergie dans la Maison 1.

89 Le point de repère de 16 C du mode nuit n est pas encore atteint en mode nuit dans la Maison 1.

90 La Maison 1 est restée à une temperature stabled 16 C depuis plusieurs heures. Le chauffage au sol de la Maison 2 est resté allumé pour maintenir une temperature de 19,5 C tout au long des 2 heures du test.

91 Malgré la temperature plus élevée dans la Maison 1 durant la journée, la consommation totale d énergie est moins importante que dans la Maison 2 (environ 15% d économie d énergie), et ce grâce au mode nuit. Ce n est que lors de la première phase de chauffe le matin que le Tempo DBE a utilisé davantage d énergie que le chauffage au sol. Les deux systèmes ont fonctionné avec les mêmes temperatures d eau durant le test.

92 SYSTEME DBE Conlusions: JAGA Experience Lab Test Tempo DBE vs chauffage par le sol 1. Jaga Low H2O est un système de convection éprouvé et conçu pour les techniques de construction modernes, avec une réactivité et une efficacité de fonctionnement à basse temperature unique. 2. Le système DBE: S ajoute au Low H2O Double voire triple l émission du Low H2O Agit comme un régulateur de puissance automatique Tous les avantages de la basse temperature, la faible masse et la capacité de regulation precise Permet d avantage d économie d énergie 3. Philosophie: apporter de l énergie, au bon moment, au bon endroit, en quantité raisonnable

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