L optimisation de la performance en chaufferie. Intervenant : Hervé SEBASTIA

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1 L optimisation de la performance en chaufferie Intervenant : Hervé SEBASTIA

2 Contexte réglementaire : l ERP

3 La réglementation ERP Directive Eco Design : performances minimales LOT N 1 Chauffage CHAUDIERES 400 kw : depuis le 26 septembre 2015 Rendement à 100% de charge 95,5% sur PCI Rendement à 30% de charge 104,4% sur PCI Imposition de la chaudière à condensation Exception : corps de chauffe sans brûleur destinés au remplacement

4 Principe de la condensation

5 Rappel : principe de la condensation Combustion stoechiométrique Chaleur sensible jusqu à 100% PCI Chaleur sensible + latente jusqu à 111% PCI T < T rosée 1 m³ Gaz Nat Nm³ Air CO2 + N2 + H2O Vapeur CO2 + N2 + H2O Condensats

6 La condensation se justifie-t-elle sur les circuits haute température?

7 La condensation sur les circuits HT Etude de cas : hypothèses - Rénovation d une chaufferie à Lyon (-8 C) - Radiateurs haute température régime 80/60 C - Besoins de 200 kw - 12,5 % de surpuissance Différence de rendement entre une chaudière haut rendement / condensation?

8 La condensation sur les circuits HT Calcul du Rendement global annuel en PCI Lyon DJU = 2498 nombre de jours /229 jours de condensation!!! 90,00 T rosée 55 C 80,00 70,00 60,00 50,00 45 C 40,00 30,00 20,00 10,00 Loi d'eau radiateurs départ retour 4 0, % 87% température extérieure en C 0% Chaudière Condensation % modulation brûleur 50% Condensation 102,9% PCI Haut rendement 93,3 % PCI 50% 75% 25% 100%

9 Rappel : la condensation sur les circuits HT Rendement global annuel en PCI pour différents émetteurs Régime de T 80/60 70/50 60/40 50/30 40/30 Condensation Haut rendement Différence Hypothèses : Lyon, T réf. = -8 C, besoins chauffage 200 kw, surpuissance 12.5% La condensation se justifie sur les circuits HT tant qu ils sont régulés

10 L optimisation de la condensation

11 Optimisation de la condensation Limiter la surpuissance chaudières 10 % de surpuissance 54 jours = 23 % des jours sans modulation 2/3 de surpuissance 99 jours = 43 % des jours sans modulation Lyon nombre de jours Saison de chauffe Lyon DJU = j Lyon nombre de jours j température extérieure en C 100% 0% 91% 20% mini 0% Besoins bâtiment Modulation brûleur température extérieure en C 100% 0% 60% 20% mini 0% Limiter les cycles M/A brûleur = réduire pics de pollution et pertes par préventilation

12 Optimisation de la condensation Privilégier une régulation des chaudières en cascade parallèle Hypothèses : 50 % de besoins en puissance T retour = 35 C 50 % 100 % Soit 50% sur chaque chaudière = cascade parallèle? Soit 1 chaudière à 100% = cascade hiérarchique? 2 chaudières à 50% = 106% PCI 1 chaudière à 100% = 100% PCI Privilégier le taux de charge chaudière le plus faible

13 Optimisation de la condensation Privilégier une faible température moyenne chaudière Privilégier une température départ glissante à une température départ constante Limiter la surélévation de température primaire Privilégier un régime de T des émetteurs le plus bas Départ 80 C LMU LMU T rosée 55 C Retour 30 C Augmenter la surface de condensation des chaudières

14 Optimisation de la condensation Sélectionner une chaudière à condensation adaptée Chaudière condensation 2 piquages Chaudière condensation 3 piquages Chaudière condensation 4 piquages

15 Optimisation de la condensation Chaudières condensation 2 piquages 1 Murale 2 Adaptées aux circuits à lois d eau égales?

16 Optimisation de la condensation Chaudières condensation 3 piquages 1 2 Adaptées aux circuits à lois d eau non égales? 3 Concept échangeurs en série Concept gros volume d eau

17 Optimisation de la condensation Chaudières condensation 4 piquages Avec Condenseur séparé Avec Condenseur intégré

18 Optimisation de la condensation Chaudières condensation universelle Chaudière 2/3/4 piquages 4 piquages Quels types de circuits? 3 piquages 2 piquages Circuits à lois d eau inégales? Circuits à lois d eau identiques?

19 Optimisation de la condensation Evolution du 4 piquages «traditionnel»

20 Optimisation de la condensation Le 4 piquages simplifié Raccordement hydraulique en direct : - Sans découplage hydraulique - Sans bypass du condenseur - Sans contrôle de la T retour

21 Raccordement chaudière en 2 piquages 2 circuits régulés à loi d eau différentes 116 kw = 100 Th 116 kw = 100 Th Schéma de principe 80 C 60 C 27,4 40 C 30 C 22,2 EP Cd 5 m3/h 10 m3/h 28,7 80 C 80 C Echangeur Principal (EP) 5 m3/h 30 C 22,2 Condenseur (Cd) 51,4 C 7 m3/h 2 m3/h 26,5 6 1 Rendement 104,8% Retour Condenseur 51,4 à 26,5 C T rosée 55 C 27,4 22,2

22 Raccordement chaudière en 3 piquages 2 circuits régulés à loi d eau différentes 100 Th 100 Th Schéma de principe 80 C 60 C 27,4 40 C 30 C 22,2 EP Cd 5 m3/h 10 m3/h 28,7 80 C 80 C EP 60 C 30 C 5 m3/h 27,4 22,2 Cd 2 m3/h 1 Rendement 106,9% Retour Condenseur 30 à 22,2 C

23 Raccordement chaudière en 4 piquages 2 circuits régulés à loi d eau différentes 100 Th 100 Th Schéma de principe Cd 80 C 60 C 40 C 30 C EP 5 m3/h 10 m3/h 28,7 80 C 80 C EP 26,5 53 C 6 6,7 m3/h 60 C 27,4 1 1,7 m3/h 32 C 22,2 Cd 10 m3/h 30 C 22,2 Rendement 108,9% Retour Condenseur 30 à 22,2 C avec débit nominal PCBT

24 Raccordement chaudière en 2 piquages 1 circuit HT non régulé + 1 circuit régulé 100 Th 100 Th Schéma de principe 80 C 60 C 78,7 40 C 30 C 22,2 EP Cd 5 m3/h 10 m3/h C 80 C EP 5 m3/h 30 C 22,2 Cd 51,4 C 77,4 7 m3/h 5,1 2 m3/h 0,1 Rendement 97,8% Retour Condenseur 51,4 à 77,4 C T rosée 55 C 78,7 22,2

25 Raccordement chaudière en 3 piquages 1 circuit HT non régulé + 1 circuit régulé 100 Th 100 Th Schéma de principe 80 C 60 C 78,7 40 C 30 C 22,2 EP Cd 5 m3/h 10 m3/h C 80 C EP 60 C 30 C 5 m3/h 78,7 22,2 Cd 2 m3/h 0,1 Rendement 104,8% Retour Condenseur 30 à 22,2 C

26 Raccordement chaudière en 4 piquages 1 circuit HT non régulé + 1 circuit régulé 100 Th 100 Th Schéma de principe Cd 80 C 60 C 40 C 22,9 30 C EP 5 m3/h 10 m3/h C 80 C EP 77,7 53 C 5,1 6,6 m3/h 60 C 78,7 0,1 1,6 m3/h 22,4 32 C Cd 10 m3/h 30 C 22,2 Rendement 108,7% Retour Condenseur 30 à 22,2 C avec débit nominal PCBT

27 Quelle chaudière à condensation choisir? 1 ère conclusion Types de circuits Types de Chaudières condensation 2 piquages 3 piquages 4 piquages Lois d eau égales Ex : 2 circuits radiateurs Lois d eau non égales Ex : 1 radiateur + 1 PCBT (-4,1%) (-2%) (108,9%) Lois d eau + Hte T cte Ex : 1 radiateur + 1 S-station! (-10,9%) (-3,9%) (108,7%) Lors d une rénovation, si vous remplacez une «4 piquages» par une «2 ou 3 piquages», vous risquez de perdre en performance!

28 Quelle chaudière à condensation choisir? Analyse et résultats en un temps record! OptiMax Design Disponible sur Optimiser l hydraulique et Maximiser la performance de vos installations de chauffage en quelques clics!

29 Logiciel OptiMax Design Introduction

30 Logiciel OptiMax Design Plus qu un logiciel! Une aide à la conception Vous alerte si les caractéristiques de l installation sont incompatibles avec les conditions d utilisation des générateurs! Exemples : - la puissance du circuit raccordé au condenseur doit être 15% de la puissance utile nominale des générateurs, - le débit d'eau dans l'échangeur principal doit être Pnom/10, - la puissance totale appelée des circuits chauffage doit être inférieure à la puissance utile nominale des générateurs.

31 Logiciel OptiMax Design Données d entrée de l installation Jusqu à 5 circuits chauffage

32 Logiciel OptiMax Design Circuits 80/60 C cst + 40/30 C rég. Circuits à puissance équivalente!

33 Logiciel OptiMax Design Circuits 80/60 C rég. + 40/30 C rég. Circuits à puissance équivalente!

34 Anticiper la performance de vos installations Analyse du logiciel OptiMaxDesign Tendance du rendement utile global annuel? Pour différents régime de T de circuits Pour différents rapport de puissance entre circuits

35 Optimisation de la condensation Sélectionner une production ECS adaptée en 3 piquages Raccordement en 4 piquages recommandé Primaire HT en demande continue

36 Optimisation de la condensation Sélectionner une production ECS adaptée en 3 piquages Gestion ECS sur pompe ou TOR

37 Optimisation de la condensation Sélectionner une production ECS adaptée Gestion ECS sur pompe ou TOR

38 Optimisation de la condensation Synthèse : une chaudière à condensation adaptée Types de circuits Types de Chaudières condensation 2 piquages 3 piquages 4 piquages Lois d eau égales Ex : 2 circuits radiateurs Lois d eau non égales Ex : 1 radiateur + 1 PCBT Gestion ECS sur pompe Lois d eau + Hte T cte Ex : 1 radiateur + 1 S-station Tout type d ECS! Production ECS en 3 piquages = action sur pompe + stockage volume 10 minutes! 4 piquages creuse l écart en présence d ECS!

39 CFP avril 2011

40 Je vous remercie pour votre attention