Modules Thermiques d Appartement Dossier technique

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1 Modules Thermiques d Appartement Dossier technique Dossier réalisé en partenariat avec XPair Téléchargeable en ligne : > Espace savoir-faire du site XPair.com > Espace MTA du site COMAP France COMAP France

2 Sommaire 1. Approche Technique Gestion du chauffage collectif et individualisation des consommations Une gestion intelligente du chauffage collectif Une gestion des consommations et des comptages précieuse Le marché du Module Thermique d Appartement décolle L avantage du chauffage collectif et la précision d une solution de chauffage individuel Solution de chauffage et ECS collective et individualisée Solution performante et esthétique Fonctionnement du Module Thermique d Appartement Mode chauffage et mode production d ECS En fonctionnement Chauffage En fonctionnement Sanitaire Vue détaillée du Module Thermique d Appartement FAQ Aspects réglementaires Prise en compte des modules d appartement dans la RT 2012 : Titre V Règles et outils de conception et de réalisation Domaines d application des modules thermiques d appartement Cas classique : le module thermique d appartement avec chaudière collective Principe de fonctionnement Intégration des EnR dans le chauffage collectif Calcul et configuration des installations de chauffage avec modules d appartement Généralités Exemple de calcul Matériel indispensable au bon fonctionnement d une conception modules d appartement Tableau de choix des Modules Thermiques d Appartement Procédures de maintenance des MTA Produits recommandés Performance énergétique et confort Rapidité d installation et gain de place Fiabilité Du générateur à l émetteur : une gamme complète // Modules Thermiques d Appartement

3 1. Approche Technique 1.1. Gestion du chauffage collectif et individualisation des consommations Une gestion intelligente du chauffage collectif Le module thermique d appartement MTA permet la gestion individuelle du chauffage et de la production d eau chaude sanitaire d un appartement, à partir d une installation avec chaufferie collective. Les modules thermiques permettent de réaliser à la fois la séparation, la répartition et le comptage pour le chauffage et la production sanitaire par logement dans le cadre d une chaufferie collective. L eau chaude produite par la chaudière collective (avec intégration possible des EnR comme le solaire) est distribuée vers les logements. Au droit de chaque logement un module thermique appartement est installé dans les gaines palières ou dans les logements. Le MTA va distribuer de manière individualisée le chauffage et une température de confort est régulée en fonction des besoins de chaque appartement, ainsi que l'eau chaude sanitaire individualisée pour le logement. Tout ceci est intégré dans le MTA (régulation de chauffage, échangeur ECS, compteurs d énergie, ) qui fonctionne d une manière autonome comme une mini sousstation thermique. Son encombrement minimum et sa conception packagée permettent à la fois une conception simple et une installation rapide. 3 // Modules Thermiques d Appartement

4 Une gestion des consommations et des comptages précieuse : Dans le logement neuf à cause de la réglementation thermique 2012 qui oblige à compter les consommations. A ce sujet les modules thermiques d appartement sont désormais (arrêté du 12 décembre 2014) éligibles à la RT 2012 avec le titre V généralisé. En rénovation, car elle permet comme pour le neuf, l individualisation des charges de chaque appartement. Dans le neuf comme en rénovation, la production de chauffage collective comme d eau chaude sanitaire collective peut aisément intégrer toute forme d énergie renouvelable : solaire, bois, PAC, Le marché du Module Thermique d Appartement décolle Ce système de distribution de chauffage et d eau chaude sanitaire est de plus en plus utilisé en bâtiment d habitation collective. Le marché français des modules thermiques d appartement en neuf pourrait se situer, selon les fabricants, entre et unités dans les 2 ou 3 ans, et ce, grâce au Titre V que ces MTA viennent d obtenir - officiellement le 10 janvier sous la forme d un arrêté des ministères du Logement et de l Energie - source ThermPresse 19 janv L avantage du chauffage collectif et la precision d une solution de chauffage individuel Solution de chauffage et ECS collective et individualisée Les modules thermiques d appartement permettent à la fois d assurer le chauffage et la production d eau chaude sanitaire dans un logement à partir d un seul et unique réseau d eau chaude primaire circulant dans le bâtiment. Leur fonctionnement est comparable à celui d une chaudière murale, mais sans brûleur, sans chaudière gaz dans les appartements. L eau chaude sanitaire (ECS) est créée en instantané grâce à un échangeur à plaques dans chaque logement. La température du logement est régulée grâce à un thermostat d ambiance. La priorité ECS est assurée par un régulateur de débit proportionnel commandé par soutirage d eau chaude. Système mono énergie Thermostat d'ambiance Station individuelle Pompe circuit primaire Pompe de charge Ballon tampon Chaudière 4 // Modules Thermiques d Appartement

5 Solution performante et esthétique Que ce soit dans le logement neuf collectif ou en rénovation collective, la performance énergétique est un objectif prioritaire avec le confort des individus. La répartition et le comptage des énergies de chauffage d'eau chaude sanitaire fond du module thermique appartement une conception moderne répondant aux réglementations thermiques et aux exigences d esthétique et de facilité d usage de la part des occupants et gestionnaires de type syndic Fonctionnement du Module Thermique d Appartement Polyvalent Idéal pour le neuf comme pour la rénovation. Possibilité d alimenter un circuit radiateur COMAP propose également une gamme de coffrets adaptée. Pratique Maintenance simple et rapide grâce au système totalement mécanique. Possibilité d intégrer des compteurs pour l individualisation des coûts. Système compact qui offre un réel gain de place. Pas de temps d attente pour l arrivée d eau chaude grâce au by-pass thermostatique. 5 // Modules Thermiques d Appartement

6 Sûr Étanchéité testée en usine. Préparation de l eau chaude sanitaire en instantané et de manière décentralisée ce qui évite la prolifération des légionelles. Economique Réduction du nombre de colonnes de 5 à 3, les colonnes eau chaude sanitaire et le bouclage sont superflus. Pas de stockage d eau chaude sanitaire. Aucune déperdition de chaleur car l eau ne circule pas, elle est préparée en instantané, et les tubes sont préisolés Mode chauffage et mode production d ECS En fonctionnement Chauffage Répartition vers circuit de chauffage via le régulateur de débit proportionnel. Régulation de chauffage par action sur la vanne de zone. Comptage de l'énergie par le compteur de calories sur le retour chaufferie (manchette d'attente) En fonctionnement Sanitaire Priorité à la préparation d'ecs grâce au régulateur de débit proportionnel. Sécurité Sanitaire par préparation d'ecs à la demande par échangeur à plaque. Comptage de l'énergie par le compteur de calories sur le retour chaufferie (manchette d'attente). Comptage possible sur eau froide (manchette d'attente). 6 // Modules Thermiques d Appartement

7 1.5. Vue détaillée du Module Thermique d Appartement Les Modules Thermiques d Appartement n'utilisent pas de pompe complémentaire pour le circuit secondaire chauffage. La mise en place de pompe à débit variable sur le circuit primaire permet une distribution dans l'ensemble des logements sans besoin de pompe supplémentaire, ce qui évite d'éventuelles nuisances sonores dans les logements. La pompe à débit variable est maintenant obligatoire. Le régulateur de débit, placé en chaufferie et raccorder au circulateur, mesure la différence de pression générée par une demande en ECS et/ou en chauffage dans les logements et permet ainsi de forcer le démarrage de la pompe. Les sondes de températures présentent dans cette régulation permettent quant à elles de moduler la vitesse du circulateur. 7 // Modules Thermiques d Appartement

8 2. FAQ Modules thermiques d appartement, neuf, rénovation, gain réglementaire en Cep Pourquoi les modules thermiques d appartement ont-ils actuellement le vent en poupe? Devant le succès de cette solution intéressante en termes d optimisation de consommation et de répartition des charges, la réglementation thermique vient d intégrer tous les modules thermiques d appartement avec un titre V. De fait tous les modules thermiques d appartement rentrent dans le calcul RT 2012 au niveau des logiciels réglementaires. Les modules thermiques d appartement sont-ils adaptés au neuf comme pour la rénovation? Les modules thermiques d appartement sont une interface entre les générateurs et l utilisateur. Cette conception permet de bénéficier d une génération d eau chaude optimisée par une chaufferie gaz condensation par exemple (avec intégration d EnR comme le solaire possible) ; cette chaleur collective optimisée est distribuée et comptée individuellement pour chaque appartement. Cette conception est donc plus adaptée aux logements collectifs neufs car en rénovation l installation des colonnes montantes pourrait entraîner des travaux lourds d adaptation. À moins que l immeuble ancien dispose déjà d une installation collective individualisée appelée à l époque CIC, chauffage individuel collectif. Quelles études prouvent le gain réglementaire en Cep du module thermique d appartement? Une étude de Cardonnel Ingénierie portant sur le chauffage et l ECS d un appartement neuf type (65 m² en zoneh1a), étude d où il ressort que, par rapport à des solutions traditionnelles gaz, individuelles ou collectives, les MTA permettent d obtenir, au m², une consommation chauffage/ecs, un coût d exploitation et un coût global (investissement initial + exploitation sur quinze ans) inférieurs, et ce pour un coût d investissement sensiblement du même ordre pour des «collectifs» à partir d une soixantaine d appartements. Cardonnel Ingénierie a calculé, en ce qui concerne les MTA, des consommations de 29,02 kwh/m².an en chauffage (pour des besoins de 18 kwh/m².an) et de 31,08 kwh/m².an en ECS (pour des besoins de 20,10 kwh/m².an), et ce pour un seul réseau de distribution primaire à 60 C, avec chaudière gaz à condensation et ballon tampon. Des gains de 5 à 20% sur le Cep chauffage et ECS peuvent être obtenus par rapport à une solution traditionnelle collective. Le module thermique d appartement peut-il être auto équilibré à l installation? Il est possible d intégrer au MTA un régulateur de pression différentielle qui servira à l équilibrage hydraulique, c est-à-dire le maintien de pression différentielle nécessaire à la préparation de l eau chaude au niveau de la sous-station. Ainsi, quelles que soient les variations de pression dans l installation primaire, le module thermique d appartement sera toujours maintenu avec la même différence de pression ce qui permettra un juste équilibrage des débits quelles que soient les consommations. 8 // Modules Thermiques d Appartement

9 Est-il également possible d intégrer une vanne thermostatique pour l eau chaude sanitaire? Oui cette disposition est parfaitement réalisable et une vanne thermostatique de mélange permettra de limiter la température de sortie d'eau chaude sanitaire de sorte d éviter les brûlures. La température de réglage de l ECS distribuée dans l appartement pourra être ainsi ajustée de 60 à // Modules Thermiques d Appartement

10 3. Aspects réglementaires 3.1. Prise en compte des modules d appartement dans la RT 2012 : Titre V Le module thermique d appartement ou MTA vient d être agréé en titre V au niveau de la réglementation thermique RT C est l arrêté du 12 décembre 2014 qui fixe l agrément titre V relatif à la prise en compte des Modules Thermiques d Appartement dans la RT Ce nouveau Titre V comporte 71 pages ; il est à la fois Système et Générique, et s applique à tous les modèles de MTA avec la possibilité d interaction avec le moteur de calcul de la RT2012 à chaque pas de calcul. Lors d une conférence de presse en janvier 2015, Cédric Beaumont, directeur technique du Costic, l un des concepteurs de ce nouveau Titre V, a indiqué qu avaient été retenues plusieurs configurations : 1. ECS uniquement, 2. ECS + chauffage (avec ou sans découplement), mais avec un échangeur seulement pour l ECS, 3. ECS + chauffage avec deux échangeurs Conformément à l article 50 de l arrêté du 26 octobre 2010 susvisé, les modalités de prise en compte des modules d appartement dans la méthode de calculs Th-BCE 2012, définie par l arrêté du 30 avril 2013 susvisé, sont dans le présent arrêté ci-dessous. Arrêté du 12 décembre 2014 relatif à l agrément de la demande de titre V relative à la prise en compte des modules d appartement dans la réglementation thermique // Modules Thermiques d Appartement

11 4. Règles et outils de conception et de réalisation 4.1. Domaines d application des modules thermiques d appartement Les modules thermiques d appartement sont les interfaces dans la chaine générateur - émetteur. Ce sont de véritable sous-stations qui permettent de gérer la répartition des débits en provenance des colonnes montantes vers les logements. La production et la distribution d eau chaude sanitaire du logement s effectue en mode prioritaire, en déviant l eau de chauffage dans un échangeur à plaques. L avantage incontestable du module thermique d appartement est qu au travers de l interface ainsi créée, la gestion des consommations et des comptages de chauffage et d'eau chaude sanitaire est ainsi être réalisée, téléportée et gérée pour la copropriété. Les domaines d applications possibles sont : L habitat collectif L habitat individuel en lotissement avec une chaufferie centralisée Les programmes d habitation neuf Les programmes en rénovation - attention avec des modifications pouvant être lourdes notamment en gaines palières et dans les appartements Les chaufferies centralisées chauffage urbain, les modules thermiques d appartement agissant comme de véritables sous-stations thermiques L intégration et le couplage des énergies renouvelables comme le solaire 11 // Modules Thermiques d Appartement

12 4.2. Cas classique : le module thermique d appartement avec chaudière collective Système mono énergie Thermostat d'ambiance Station individuelle Pompe circuit primaire Pompe de charge Ballon tampon Chaudière Principe de fonctionnement Mode chauffage Alimentation des radiateurs. Régulation du chauffage par thermostat d'ambiance et vanne 2 voies. Mesure de la consommation par compteur de calories. 12 // Modules Thermiques d Appartement

13 Priorité sanitaire Un changement de pression règle la priorité sanitaire, pas besoin d'une énergie externe. Pas de stockage ECS = plus d'hygiène (légionnelle). Contrôle de la consommation d'énergie par compteur de calories Toute l'énergie est disponible pour la préparation de l'ecs. On ne chauffe que l'eau dont on a besoin. Contrôle de la consommation d'eau par compteur d'eau intégré. 13 // Modules Thermiques d Appartement

14 4.3. Intégration des EnR dans le chauffage collectif Système couplé avec apport EnR (solaire) A : Chaudière B : Groupe de pompe de charge C : Ballon tampon D : Groupe de pompe pour circuit eau chaude primaire E : Station individuelle F : Thermostat d'ambiance G : Système solaire H : Régulation solaire Dans cette configuration l eau chaude générée par le générateur devient extrêmement économique lorsque celle-ci utilise l énergie gratuite du solaire thermique. Dans la conception ci-avant le mix énergétique solaire et chaudière est au préalable optimisé par la régulation solaire prioritaire Calcul et configuration des installations de chauffage avec modules d appartement Généralités Une station d appartement est un module de mise à disposition de chauffage pour l habitation et de production d eau chaude. Un réseau de distribution alimente les stations d appartement en énergie thermique pour la production d eau chaude et le chauffage. Ce qui nécessite seulement 3 et non 5 canalisations (suppression des conduites centrales d eau chaude et de circulation). 14 // Modules Thermiques d Appartement

15 Pour ce qui est de la détermination du débit volumique dans le système d approvisionnement en eau sanitaire, les normes connues font référence. On obtient le débit volumique total des colonnes et des conduites de distribution du système d approvisionnement en eau sanitaire, du raccordement du bâtiment aux stations d appartement, en additionnant les débits volumiques de l eau froide et de l eau chaude, en tenant compte des coefficients de simultanéité selon les DTU en vigueur. Lors de la configuration et du dimensionnement du système d approvisionnement en eau sanitaire il ne faut pas oublier d inclure les pertes de pression secondaires des stations d appartement Exemple de calcul Conduits du réseau de chauffage en cuivre Perte de pression de la centrale de chauffe 0,1 bar Température de départ 65 C 12 unités d habitation ayant chacune une charge thermique de 3 kw Écart entre les températures de départ et de retour 20 K (configuration des radiateurs) Débit volumique d eau chaude pour le chauffage 131,54 l/h par unité d habitation Perte de pression du circuit de chauffe 0,1 bar par unité d habitation MTA de COMAP Compteur d énergie thermique (compteur d énergie thermique à ultrasons) dans la station. Quantité d eau sanitaire tirée 12 l/min Chauffage de l eau sanitaire de 40 K (de 10 C à 50 C) 15 // Modules Thermiques d Appartement

16 4.5. Matériel indispensable au bon fonctionnement d une conception modules d appartement Thermostat d'ambiance Station individuelle Pompe circuit primaire Pompe de charge Ballon tampon Chaudière Les conseils et outils de conception et installation des modules thermiques d appartement sont à disposition. Voici un exemple ci-dessous de fiche prérequis et de fiche de renseignements qui sont des données nécessaires au juste dimensionnement. Demandez-les auprès de votre contact COMAP. 16 // Modules Thermiques d Appartement

17 4.6. Tableau de choix des Modules Thermiques d Appartement MTA Station complète Standard 500 Station modulaire BASIS 500 Station modulaire BASIS 600 ECS DEBIT 12 L/M X X X ECS DEBIT 15 L/M - - X ECS DEBIT 17 L/M - - X SYSTEME DE CHAUFFAGE RADIATEUR X X X SYSTEME ANTI BRULURE - X X BOUCLAGE SANITAIRE - - X RACCORDEMENT PAR LE HAUT - X X Module Thermique d Appartement Puissance Maximale en fonction de la température de sortie ECS Débit Primaire Maximal MTA Vmax primaire = 1000 l/h Vmax secondaire ECS = 17 l/min T retour = Température de retour primaire 17 // Modules Thermiques d Appartement

18 4.7. Procédures de maintenance des MTA Les travaux sont à effectuer au cours de l'entretien annuel par un installateur agréé ou par le service de maintenance agréé. 18 // Modules Thermiques d Appartement

19 5. Produits recommandés Modules thermiques d appartement Les modules thermiques d appartement permettent d assurer le chauffage et la production d eau chaude sanitaire dans un logement collectif à partir d un seul et unique réseau d eau chaude primaire circulant dans le bâtiment. L eau chaude sanitaire est créée instantanément à la demande grâce à un échangeur à plaques qui est alimenté par l action d un régulateur de débit proportionnel commandé lors du soutirage d eau chaude. La puissance maximale restituée pour l ECS est de 35 et 46kW selon les modèles. La température du logement peut être régulée grâce à thermostat d ambiance pilotant une vanne 2 voies. Les modules incluent un départ eau froide pour l alimentation en eau du logement Performance énergétique et confort Une possibilité de disposer du chauffage en toutes saisons. La production décentralisée d eau chaude sanitaire permet une réduction des coûts d exploitation et d utilisation par rapport à une installation totalement centralisée. Une provision pour la mise en place de compteurs afin de mesurer précisément les consommations. Le module thermique est conforme à la RT 2012, il entre dans le cadre de la RT 2012 grâce au titre V Rapidité d installation et gain de place Des modules livrés complets, montés sur une plaque murale, avec en option leurs boitiers ou trappes de visite pour une installation en applique ou en encastré. Des modules conçus selon un gabarit standard facilitant une installation standardisée. Une gaine technique plus simple qui ne requiert plus de circuit d eau chaude sanitaire et permet donc d économiser les coûts d installation de ce circuit Fiabilité Des modules industriels dont la qualité en production est assurée en usine. Une vérification à 100% de l étanchéité des modules. Une conception qui permet la production instantanée d eau chaude sanitaire sans risque de légionellose. 19 // Modules Thermiques d Appartement

20 6. COMAP : Un fournisseur de solutions thermiques et sanitaires, au service du confort et de la performance environnementale des bâtiments COMAP est un groupe industriel européen, expert des domaines de la plomberie et du génie climatique. L offre du groupe s articule autour de solutions de contrôle-régulation, de raccordement et de traitement de l eau, ainsi que d une large gamme de robinets et mitigeurs. Ses produits sont conçus et fabriqués dans les bureaux d études et usines du groupe en France, Italie, Espagne et Chine. Les solutions à valeur ajoutée de COMAP s intègrent harmonieusement dans les lieux de vie, permettant une gestion intelligente de l eau et de l énergie et contribuant au confort et au bien-être des occupants. Avec son siège en France, COMAP est présent à l international, avec un réseau commercial dans plus de 20 pays. Le groupe compte collaborateurs et fait partie du groupe Aalberts Industries NV, qui a enregistré un chiffre d affaires de Mds d euros en Systèmes de tubes multicouche et raccords à sertir en laiton et en PPSU Robinetterie de chauffage, régulation pour les émetteurs de confort thermique Raccords à sertir pour tubes cuivre Vannes d équilibrage statique et dynamique Système de tubes PER et raccords à sertir Module Thermique d appartement Plancher chauffant et rafraîchissant basse température Contrôle et sécurité des réseaux sanitaires 20 // Modules Thermiques d Appartement