Mike Humbert Sarl Lucien Keller Ingénieurs conseils CVS

Transcription

1 EQUILIBRAGE INTEGRAL Avant tout propos nous voulons rendre hommage à celui qui par cette innovation a permis réellement de voir ce qui se passe dans les installations hydrauliques et à révolutionner son approche. Merci Manfred Appelt

2 LE CHAUFFAGE PARDONNE BEAUCOUP On peut faire presque n importe quoi avant que cela ne fonctionne plus Est-ce une raison pour se laisser aller?

3 LE CHAUFFAGE PARDONNE TROP Mais au détriment: - de la consommation des énergies thermique et électrique - du confort Est-ce encore permis?

4 LA FACILITE conduit à l oubli de certains principes de base D où le petit rappel d aujourd hui

5 LE PROGRAMME L équilibrage Le circulateur Les méthodes et les effets Le pense-bête

6 LE PROGRAMME Commençons avec le sujet suivant: L équilibrage Le circulateur Les méthodes et les effets Le pense-bête

7 L EQUILIBRAGE

8 LES SYMPTOMES ACTUELS DE QUOI PARLE T ON? Voici la situation que l on rencontre dans plus de 2/3 des installations. On dit alors qu il y a déséquilibre thermique

9 LES SYMPTOMES ACTUELS LES CONSEQUENCES Certains propriétaires dépensent des fortunes à gérer les plaintes relatives à l inconfort climatique intérieur. Les nouvelles constructions, bénéficiant pourtant de technologies de pointe, ne sont pas épargnées. L action est portée au plus simple et sans réflexion globale. - courbe de chauffe plus haute. - vitesse pompe supérieur. - etc.. Mais au fait qu est-ce qui provoque ce déséquilibre?

10 LES SYMPTOMES ACTUELS LES CAUSES Certaines sont permanentes: - le déséquilibre hydraulique (la plus fréquente et plus importante!) - défauts d installation (embouage, raccordement, dimensionnement,.) Certaines sont passagères: - apports gratuits (ensoleillement, appareils ménagers, occupants,.) - refroidissement (le vent, ouverture des fenêtres,.) Comment le vérifier?

11 LES SYMPTOMES ACTUELS LES SYMPTOMES Le haut du radiateur est plus chaud que le bas. Le température et le débit sont corrects tout est en ordre. Si on a trop chaud modifier la courbe de chauffe.

12 LES SYMPTOMES ACTUELS LES SYMPTOMES Le radiateur est aussi chaud en haut qu en bas: - L eau circule trop vite (sifflement) et ne perd pas assez de chaleur - La pompe de circulation est trop puissante - Trop de débit au détriment des autres radiateurs

13 LES SYMPTOMES ACTUELS LES SYMPTOMES Le haut du radiateur est froid, alors que le bas est chaud: - Il y a de l air dans le radiateur (glouglou) = à purger - Manque de pression dans le réseau

14 LES SYMPTOMES ACTUELS LES SYMPTOMES Le radiateur est froid sur sa plus grande surface: - La vanne thermostatique est bloquée - Il n y a pas assez de débit d eau = déséquilibre hydraulique

15 L EQUILIBRAGE HYDRAULIQUE Quels sont les avantages d un bon équilibrage? Equité - répartition des coûts de chauffage - chacun a la part de chauffage qui correspond à ses besoins Confort - terminé les appartements trop ou insuffisamment chauffés - fini les plaintes de locataires

16 L EQUILIBRAGE HYDRAULIQUE Quels avantages d un bon équilibrage? Economies - immédiate sur la consommation - un degré de moins en hiver permet 7% d économie - un degré de plus en été (froid) permet 13% d économie - gain potentiel de 10 à 15% sur l énergie - diminue l indice de dépense d énergie global Optimisation des équipements - régulation optimisée - fonctionnement correct des vannes thermostatiques

17 L EQUILIBRAGE HYDRAULIQUE APPROCHE Equilibrage antérieur débits Certains optimistes semblent croire qu il suffit d indiquer les températures et débits sur les plans pour qu ils soient miraculeusement obtenus. Résultat toujours incertain

18 L EQUILIBRAGE HYDRAULIQUE APPROCHE Equilibrage partiel Les réglages s effectuent avec mesure au niveau des colonnes. Même si les colonnes sont bien réglées entre elles, les émetteurs ne le sont pas pour autant. Résultat amélioré mais reste incomplet

19 L EQUILIBRAGE HYDRAULIQUE APPROCHE Equilibrage intégral (statique ou dynamique) Les réglages s effectuent avec mesure au niveau des émetteurs. Il en résulte naturellement un équilibrage des colonnes entre elles. Les variations des conditions de fonctionnement n ont aucune influence sur le reste de l installation. Résultat optimal

20 LE PROGRAMME Traitons le sujet suivant: L équilibrage Le circulateur Les méthodes et les effets Le pense-bête

21 LE CIRCULATEUR

22 IL Y A DE L ELECTRICITE A ECONOMISER DANS LES CHAUFFERIES Ex: Rénovation de la chaufferie d un immeuble de 30 appart.: - consommation des pompes avant: kwh/an - consommation des pompes après: kwh/an - économie d électricité: 95% Echange d un circulateur dans un immeuble de 50 appart. : - consommation de la pompe avant: kwh/an - consommation de la pompe après: kwh/an - économie d électricité: 93% Résultats: en Suisse potentiel d économies estimé à 600 MW

23 IL Y A DE L ARGENT A GAGNER DANS LES CHAUFFERIES Ex: Rénovation de le chaufferie d un immeuble de 30 appart: - économie annuelle d électricité: Fr Echange d un circulateur dans un immeuble de 50 appart.: - économie annuelle d électricité: Fr Qui investit? Qui bénéficie des économies? S agit-il bien de la même personne morale ou physique?

24 POURQUOI? Chaudières généralement 2 fois trop grosses débits dans les circuits 2 fois trop importants A rendement de circulateur égal: 2 fois trop de débit Une consommation 2*2*2=8 fois trop importante Ne pas seulement redimensionner ou litrer correctement la chaudière, intervenir aussi sur les circulateurs

25 LE REDIMENSIONNEMENT AUGMENTE LE CONFORT - plus de problème de bruit - irrigation de radiateurs n ayant jamais fonctionné - si, après dimensionnement du circulateur, des radiateurs sont trop froids (mauvais équilibrage de l installation): passer à la vitesse supérieure de la pompe Pour le gérant: moins de problèmes dans ses relations avec les locataires

26 CONSOMMATION AVANT ET APRES ECHANGE P él/th (o/oo) avant P él/th (o/oo) après

27 CONSOMMATION AVANT ET APRES ECHANGE circulateur débit variable avant circulateur débit variable après circulateur débit fixe correct règle du 1 o/oo

28 PEUT-ON AVOIR PEUR? oui, c est permis

29 CALCULS: PAS ASSEZ PRECIS SOLUTIONS STANDARDS: A EVITER Les méthodes de calcul actuelles: - conduisent à des circulateurs consommant 2 fois trop - ne peuvent s appliquer que si l on dispose des plans L échange standard d un circulateur: - conduit à une augmentation de la consommation Les circulateurs des groupes préfabriqués: - sont systématiquement trop gros Des installateurs, techniciens et distributeurs conscients: - de leur responsabilité - des limites des méthodes de calcul

30 LES MESURES SONT EFFICACES - prise en compte de tous les paramètres de l installation ( y.c conditions d exploitations) - possibles sur toute installation, même si pas toujours faciles Mesures remise en question - des méthodes de dimensionnement actuelles - de certains ordres de grandeur (puissance, perte de charge, etc.) communément admis

31 CIRCULATEUR A DEBIT VARIABLE - fournit 12 mce - réglé à 1 mce ou pas réglé quel rendement?

32 CIRCULATEUR A DEBIT VARIABLE CLASSIQUE - permet de réduire le stock des installateurs et donc sera toujours trop gros au détriment du client

33 QUELQUES CONSOMMATIONS - prestations: 1m 3 / h / / 1mCE - débit constant: 25 à 65 W - débit variable: 35 à 60 W - prestations: 4m 3 / h // 2mCE - débit constant: 80 à 160 W - débit variable: 60 à 200 W soigner ses choix!

34 ATTENTION LORS DES ECHANGES STANDARD Exemple réel: Puissance avant: 1126 W (surdimensionnement: 2.2) Puissance après: 1350 W

35 LES PERTES DE CHARGE

36 RAPPEL DES REGLES DE BASE - puissance électrique de la pompe 1o/oo de la puissance thermique à distribuer - T aller retour: 20 C par la température extérieure de dimensionnement, sauf chauffages à basse température - circulateur à débit fixe ou à débit variable après vérification de sa consommation - radiateurs: 1 mce suffit

37 A L AUTRE BOUT DU FIL: - HYDRAULIQUE: ATTEINTES AU PAYSAGE - NUCLEAIRE: DECHETS RADIOACTIFS - THERMIQUE: CO 2, POLLUANTS - SOLAIRE: CAPITAL IMMOBILISE

38 LE PROGRAMME Traitons le sujet suivant: L équilibrage Le circulateur Les méthodes et les effets Le pense-bête

39 METHODES & EFFETS Dans toutes approches énergétiques il convient de définir une méthodologie et non un travail à l aveugle. Voyons de quoi il s agit!

40 LES 3 TYPES DE BÂTIMENTS Neuf, donc bien isolé, avec peu de besoins thermiques plans et calculs à disposition Amélioration de l enveloppe consommations précédent les travaux connues estimation des consommations futures plans et calculs si existant Existant, sans amélioration de l enveloppe consommations connues Choisir la bonne approche!

41 EQUILIBRAGE SELON LES CALCULS Calculs sur la base des plans, schémas, etc. Choix des organes d équilibrage adéquats Réglages, mesures, contrôles Idéal pour les bâtiments neufs et pour ceux pour lesquels plans, schémas etc. sont à disposition

42 EQUILIBRAGE EMPIRIQUE S assurer de la présence d organes d équilibrage adéquats et en état de fonctionnement. Le cas échéant, pose de ces organes. Mesure des températures ambiante, aller et retour sur chaque radiateur Réglage, mesures et contrôles, souvent 2 ème réglage Convient à tous les cas de figure, mais nécessite beaucoup d interventions sur place.

43 LES ORGANES D EQUILIBRAGE Pour les émetteurs terminaux

44 LE CIRCULATEUR SELON LES CALCULS Le calcul donne le débit nécessaire, ainsi que la perte de charge, ce qui permet de choisir le circulateur Mais ce calcul intervient à la fin d un processus au cours duquel les marges de sécurité ont été additionnées Tenir compte des marges de sécurité: les supprimer!

45 EN DETAIL

46 LE CIRCULATEUR SELON LES MESURES Mesures indispensables: - consommation de chaleur, mazout, gaz, bois, etc. Mesure utile: - températures extérieures, aller et retour en chaufferie - éventuellement différence de pression aller-retour Mesure pour statistique: - consommation électrique Conditions pour une mesure impeccable: T ext. basse, pas de soleil, après relance!

47 EN DETAIL Puissance Chauffage sans eau chaude Puissance (kw) = mazout (l) 265 Chauffage avec eau chaude Puissance (kw) = mazout (l) 300 Perte de charge Chauffage de sol Calculer sinon: perte de charge < 3 m CE Autres chauffage ( à l exception d instalaltions spéciales ou très grandes) perte de charge 1 m CE T aller 40 C T aller 40 à 60 C T aller > 60 C Perte de charge (m) courbe réseau Débit Chauffage de sol T = 10 K Radiateurs basse température, récent T = 15 K Radiateurs anciennes instalaltions T = 20 K courbe circulateur Débit (m 3 /h) Puissance(kW) 12 Débit (m 3 /h) Puissance(kW) 18 Débit (m 3 /h) Puissance (kw) 24 Débit (m 3 /h) Règle du pouce: puissance circulateur 1 o/oo de la puissance thermique

48 LES RISQUES Améliorer le confort Avoir 1 radiateur froid et devoir équilibrer ou changer de vitesse Réactions des locataires: depuis que vous avez changé le circulateur, le facteur ne passe plus le matin Ne pas exploiter à 100% le potentiel d économies C est simple mais il faut oser!

49 UN EQUILIBRE GRACE A LA COURBE DE CHAUFFE x watts Ti = 20 C Ta = 40 C x watts Text = 0 C Si Text baisse, Ta augmente et inversement, automatiquement en fonction de la courbe de chauffe fixée Si on monte la courbe de chauffe, Ta augmente, Ti aussi, et évidemment puissance et énergie également

50 ADAPTATION DE LA COURBE DE CHAUFFE - 24% - 48% Ti = 20 C Ti = 24 C Ti = 20 C Tr = 40 C Tr = 40 C Tr = 36 C Text = 0 C Text = 0 C Text = 0 C Il faut évidemment aussi équilibrer et changer de circulateur.

51 EN DETAIL On peut calculer On peut tâtonner, descendre la courbe jusqu à la valeur de la température intérieure souhaitée Conseil: premier réglage suite à un calcul, puis affiner Le confort est différent après amélioration de l enveloppe: températures de surface et courants d air

52 EFFETS ENGENDRES Que permet encore l équilibrage intégral? D avoir une vision concrète de l utilisateur vis-à-vis de l installation De constater et corriger d autres défauts directs de l installation De constater et corriger d autres défauts indirects de l installation Interrogé! Voyons un cas concret.

53 EFFETS ENGENDRES L utilisateur vis-à-vis de l installation soit: - Les fenêtres ne s ouvrent plus de manière systématique à chaque fluctuation de la chaleur. - Les vannes thermostatiques peuvent jouer leur vrai rôle à conditions d en expliquer le fonctionnement. - Incite les occupants à être attentifs à la température de leur logement. - Le sentiment de bien être en lieu et place d une chaleur étouffante, sèche et agressive.

54 EFFETS ENGENDRES De constater et corriger d autres défauts directs de l installation soit: - Bruit de sifflement et/ou de dilatation dans le réseau - Réactivité de la régulation sur les secteurs de chauffe - Augmenter le rendement de la production - Equiper des radiateurs sans aucun organe à ce jour - Diminuer la consommation globale

55 EFFETS ENGENDRES De constater et corriger d autres défauts indirect de l installation soit: - Les sondes extérieures pilotent-elles bien le bon secteur. - Les horaires de régulation correspondent-ils bien aux besoins. - Suite à l équilibrage thermique, les défauts de l enveloppe sont plus dominants Ces listes ne sont pas exhaustives!!!!

56 LE PROGRAMME Traitons le sujet suivant: L équilibrage Le circulateur Les méthodes et les effets Le pense-bête

57 PENSE BETE

58 RENOVATION THERMIQUE Vous prévoyez d améliorer l enveloppe thermique de votre bâtiment alors intégré l équilibrage hydraulique dans votre budget. La plus-value engendrée est dérisoire sur le montant des travaux ~ 200 à 350,-- Fr/radiateur. L économie énergétique est ~10 à 15%

59 ORGANE D EQUILIBRAGE Il ne faut jamais placer un organe d équilibrage statique sur une branche à débit variable Donc l équilibrage ne peut se faire que près du consommateur final. Si on le fait, on peut tout au plus fixer un débit maximal pour une pression donnée

60 CIRCULATEUR La puissance électrique du circulateur doit toujours être inférieure à 1 o/oo de la puissance thermique à transporter La puissance thermique doit être la puissance réelle, sans marge

61 LES EMETTEURS Une fois les équilibrages effectués il conviendra de vérifier la courbe de chauffe de fonctionnement des émetteurs. Ceci est valable principalement pour des émetteurs existants.

62 LES TEMPERATURES Informer et/ou responsabiliser: Pour rappel un degré de moins en hiver permet 7% d économie un degré de plus en été (froid) permet 13% d économie

63 SUBVENTION CANTONALE H. EQUILIBRAGE THERMIQUE ET HYDRAULIQUE Equilibrage hydraulique et thermique d'un réseau de distribution de chaleur (radiateurs ou chauffage au sol) Subvention de Fr 2.-/m2 * SRE Conditions - équilibrage hydraulique et thermique de la distribution de chauffage, correction des régulations, avec comme critères de contrôle : - Pompe circulateurs < 1Wélectr/kWth - delta T aller/retour > 10 degrés. La requête ne porte que sur des bâtiments dont l'autorisation de construire est entrée en force le 31 décembre 2000 au plus tard.

64 LIENS UTILES Le guide du chauffage à l intention des concierges SuisseEnergie E: office@bfe.admin.ch Chèque bâtiment énergie ScanE Programme bâtiment Office fédéral de l énergie Ainsi que tous les rubriques des différents fabricants Tél. 022/ E: info@mike-humbert.com Les auteurs Keller-Burnier Ch. du Renolly Lavigny tél E:lucien.keller@sunrise.ch

65 MERCI DE VOTRE ATTENTION