Formation Bâtiment Durable :

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1 Formation Bâtiment Durable : Outils de diagnostic pour la rénovation Bruxelles Environnement Points d'attention sur les systèmes de chauffage et d'eau chaude sanitaire (AUDIT INSTALLATIONS) Gauthier KEUTGEN - ICEDD

2 Objectifs de la présentation Identifier les principaux manquements dans les installations existantes Identifier les mesures d amélioration possibles Evaluer l enjeu énergétique de ces améliorations 2

3 Plan de l exposé Que regarder? Que faire? Au niveau de la production Au niveau de la distribution Au niveau de l émission Au niveau de la régulation 3

4 Au niveau de la production? Production Identifier l âge et le type de chaudière Vérifier les résultats de l attestation d entretien Vérifier l adéquation puissance brûleur chaudière Check-list Vérifier la fermeture du clapet d air du brûleur lorsqu à l arrêt Vérifier le surdimensionnement de la chaufferie Vérifier le degré d isolation des chaudières Vérifier la présence et le bon fonctionnement du régulateur de tirage Vérifier la bonne propreté et ventilation de la chaufferie 4

5 Type de chaudière? Production Chaudière gaz atmosphérique Réglage d usine Pertes par balayage importantes Les moins performantes du marché Rendement utile ~ % Aucune amélioration possible hormis son remplacement 5

6 Type de chaudière? Production Chaudière gaz atmosphérique Relever les puissances brute et utile Réglage d usine Pertes par balayage importantes Les moins performantes du marché Rendement utile ~ % 90 % Aucune amélioration possible hormis son remplacement Rendement utile (%) = Puissance utile (kw) / Puissance brute (kw) Données reprises sur la plaque signalétique 6

7 Type de chaudière? Production Chaudière gaz ou mazout à brûleur pulsé Performance dépend du réglage Vérifier les données reprises sur l attestation d entretien 7

8 Production Nouvelle attestation d entretien 8

9 Analyse des données de l attestation d entretien Production Attestation = électrocardiogramme de la chaudière Il est essentiel de l analyser et de s assurer de sa complétude Une mesure sur site est intéressante pour confronter les résultats (exemple entretien réalisé en été quand installation à l arrêt et donc pas en régime de température) Pour avoir un 1 er regard critique, il faut un ordre de grandeur des valeurs cibles Ancienne chaudière de 20 ~ 25 ans Ancienne chaudière de 20 ~ 25 ans Nouvelle chaudière non à condensation T fumées ~ 180 C ~ 120 C Taux CO2 mazout 12, % 12, % Taux CO2 gaz % % Taux CO 0 ppm 0 ppm Excès d'air ~ 20 % ~ 20 % Tirage ~ Pa ~ Pa Rendement ~ % ~ % 9

10 Zoom sur le cadre relatif aux mesures du rendement Production 74 Danfoss/S 4, Danfoss/S 3, ,8 0 3,9 12,6 12, ,1 185,4 25,2 25,2 117,9 160,2 94,5 92,6 10

11 Zoom sur le cadre relatif aux mesures du rendement Production Calcul de l excès d air = [CO2 max] / [CO2] CO2 max gaz = 11,8 % CO2 max fuel = 15,4 % 74 Danfoss/S 4, Danfoss/S 3, ,8 3,9 12, ,1 25,2 117,9 94,5 12, ,4 = 15,4 / 12,6 = 1,22 soit 22 % 25,2 160,2 92,6 11

12 Analyse des données de l attestation d entretien Production Principales causes d un mauvais rendement Rendement de combustion = 100 f x (Tfumée Tambiante) / %CO2 Il y a problème si : % CO2 < en fuel, % en gaz Entrées d air parasites? Mauvais réglage? Excès d air trop important? température de fumée > 200 C Encrassement (Bacharach >1, CO > 75 ppm)? Propreté de la chaufferie? Ventilation de la chaufferie? (1.. 1,5 dm² / 17,5 kw) Mauvais tirage (>20 Pa; <10 Pa)? Régulateur de tirage? 12

13 Analyse des données de l attestation d entretien Production Si le rendement est peu performant, dans certains cas, un meilleur réglage semble être possible Interroger le chauffagiste sur la faisabilité d affiner le réglage Enjeu énergétique =??? 1 % de rendement de combustion en plus = environ 1 % de consommation en moins Si on ne peut améliorer le rendement au-delà de 88~90 % (limite acceptable), il faut envisager le remplacement du brûleur ou de l ensemble chaudière-brûleur 13

14 Production Vérifier l adéquation puissance brûleur - chaudière C est peu fréquent mais il peut arriver de constater que le brûleur délivre une puissance supérieure à ce que la chaudière peut absorber On dégrade le rendement avec des températures de fumées plus élevées Enjeu énergétique 15 C de température de fumées en plus = environ 1 % de rendement de combustion en moins 14

15 Zoom sur le cadre relatif aux mesures du rendement Production (4,5 + 3) [USG/h] x 3,78 [litre/usg] x (14/7) 74 x 1074 [kwh/litre] = 401 [kw] Danfoss/S 4,5 60 Cela fait combien en kw? Danfoss/S 3, Ygnis Chaudière 1 3,8 3,9 12,6 12, ,1 185,4 WA Cela fait combien en kw? 25,2 25, ,9 [kcal/h] x 160,2 4,18 [joule/cal ou W.s/cal] 94,5 / ,6 [s/h] = 406 [kw] 15

16 Vérifier la fermeture du clapet d air du brûleur lorsqu à l arrêt Aujourd hui pratiquement tous les brûleurs rencontrés sur le terrain disposent d un volet d admission d air motorisé (datant après 1985) Dans certains cas, on constate qu il ne se referme pas à l arrêt (souvent la raison d un mauvais câblage électrique ou parfois d un problème mécanique) Un courant d air permanent refroidit la chaudière lorsqu à l arrêt Enjeu énergétique 0,5 à 1 % de la puissance nominale de la chaudière Production 16

17 Vérifier le surdimensionnement de la chaudière Production Les chaudières sont généralement surdimensionnées Comment vérifier? Etablir le rapport consommation / puissance installée Soit des kwh / kw = heures de fonctionnement à P nominale On devrait être alentour de heures Vérifier si il est possible d envisager une réduction de la puissance du brûleur 17

18 Vérifier le degré d isolation des chaudières Production La jaquette peut parfois avoir été démontée et non remise en état ou bien l isolation n est plus présente sous la jaquette Réisoler correctement la chaudière 18

19 Vérifier la présence d un régulateur de tirage Production Il permet de maintenir une dépression constante au droit de la chaudière Souvent bloqué, cassé ou non réglé 19

20 Vérifier la bonne ventilation de la chaufferie Production Les chaufferies doivent être correctement ventilées Il faut m³ d air pour brûler 1 l de mazout ou 1 m³ de gaz Une norme régit les ouvertures de ventilation à prévoir : NBN B dm² par 17,5 kw 20

21 Vérifier la bonne propreté de la chaufferie Production Une chaufferie sale est bien souvent responsable d un encrassement plus rapide de la chaudière et du brûleur Assurer un nettoyage annuel de la chaufferie 21

22 Type de chaudière? Production Chaudière gaz à condensation Condense-t-on? Hydraulique adaptée? Régulation adaptée? Rendement ~ % A éviter pour une chaudiè re à conden sation 22

23 Y a-t-il condensation? Production Premier indice : des condensats s écoulent-ils à l égout? Une chaudière à condensation de 15 kw produit +/- 0,85 litres de condensats par heure!!! soit l équivalent de 3 chopes de bière par heure 23

24 Y a-t-il condensation? Production Deuxième indice : l hydraulique semble-t-elle adaptée? Vérifier si l hydraulique est adaptée pour favoriser les retours froids Cumul imaginaire des recyclages d'eau chaude possibles vers la chaudière Les Situations à éviter 24

25 Production Impératifs liés à la condensation Cheminée résistante à la corrosion étanche à l eau Tubage de la cheminée obligatoire (inox ou PPS) NOTE : le tubage est souvent nécessaire pour une chaudière basse T également! Évacuation des condensats à l égout en matière plastique car ph acide (neutralisation préalable si chaudière mazout) 25

26 Production Comment chiffrer les améliorations opérées au niveau de la production? Pour chiffrer l impact : de l amélioration du rendement de combustion via meilleur réglage brûleur de la suppression des pertes par balayage via clapet d air du brûleur du placement d un nouveau brûleur Utilisation de l outil d évaluation du rendement saisonnier de production d Energie+ Une démo sur site est prévue lors de l atelier audit chauffage 26

27 Rénover toute la production? Production Pour évaluer le potentiel d économie d énergie suite à une rénovation complète, on estimera le rendement saisonnier de production avant et après rénovation La formule suivante permettra de chiffrer ce potentiel : Economie (kwh pci) = Conso actuelle (kwh pci) x [1 (η avant / η après)] On peut prendre les hypothèses suivantes dans le cadre d une rénovation : Type installation gaz ou mazout non à condensation mazout à condensation h saisonnier de production sur PCI % % gaz à condensation % 27

28 Au niveau de la distribution? Distribution Check-list Vérifier si les conduites sont correctement isolées Vérifier si les vannes sont isolées Vérifier le surdimensionnement des circulateurs Vérifier si les circulateurs sont à l arrêt en été Placer des circulateurs à vitesse variable lorsque remplacement 28

29 Isoler les conduites Distribution 1 m de tuyau en acier non isolé de 1 pouce (DN25) avec de l eau à 70 C = 60 W de perte Isoler une conduite diminue les pertes de 90% et est rentabilisé en : 0,5 («fait maison»).. 1,5 (entreprise) ans 29

30 Réduire la vitesse des circulateurs Distribution Indice : 80 C... par -10 C ext C 50 C... par +5 C ext C 30

31 Réduire la vitesse des circulateurs Distribution Réduire d un cran la vitesse des circulateurs permet de gagner 20% de leur consommation électrique Indice : la différence entre la température de départ et de retour Pour une température extérieure de 1 C, Tdépart Tretour devrait être de l ordre de C Si elle est de C, le débit est vraisemblablement 2 x trop élevé. 31

32 Distribution Mettre les circulateurs à l arrêt en été En été? Manuellement? Via la régulation? Quel enjeu énergétique? Une chaufferie de 50 kw Puissance du circulateur : 0,2 kw Eté : h/an Gain : 0,2 [kw] x [h] = 592 [kwh] x 0,20 [ /kwh] = 118 [ ] Quand Text > 15 C? 400 h de coupure supplémentaire Gain : 0,2 [kw] x 400 [h] = 80 [kwh] x 0,20 [ /kwh] = 16 [ ] 32

33 Au niveau de la régulation? Régulation Comprendre la régulation de la chaudière (type de régulation, régime température) locale (vanne thermostatique) Contrôler son bon fonctionnement au niveau des horaires (intermittence) au niveau des courbes de chauffe (intensité) Corriger les défauts, affiner certains réglages et réguler ce qui ne l est pas 33

34 Régulation Les principales raisons d une régulation peu performante Paramétrage non adapté équipement fonctionne mal Paramétrage excessif (horaire, température) pour éviter les plaintes Intermittence non optimisée Surchauffe des locaux Régulation défaillante (régulateur HS) Pas de suivi de la régulation, pas de pilote à bord Déréglage Pas adaptation en fonction de l occupation Méconnaissance du fonctionnement de la régulation 34

35 Systèmes de régulation Chaudière maintenue sur aquastat, thermostat d ambiance agissant sur le circulateur Avantages : gestion de la température ambiante dans le local témoin, coupure nocturne facile Economie de consommation du circulateur (environ kwh/an) Inconvénients : pertes à l arrêt de la chaudière (faire varier l aquastat manuellement, attention si pas chaudière à basse température) Choc thermique dans la chaudière (enclenchement sans débit) Régulation par train d eau chaude 35

36 Systèmes de régulation Thermostat d ambiance agissant sur le brûleur, circulateur en fonctionnement permanent, aquastat = aquastat de sécurité Avantages : gestion de la température ambiante dans le local témoin, coupure nocturne facile Fonctionnement en température variable de la chaudière (fonction de son inertie) Relance à pleine puissance Inconvénients : consommation du circulateur Condensation dans les chaudières non basse température 36

37 Systèmes de régulation Thermostat d ambiance agissant sur le brûleur et le circulateur (avec temporisation), aquastat = aquastat de sécurité Avantages : gestion de la température ambiante dans le local témoin, coupure nocturne facile Fonctionnement en température variable de la chaudière (fonction de son inertie) Relance à pleine puissance Consommation réduite du circulateur Inconvénients : Condensation dans les chaudières non basse température 37

38 Systèmes de régulation Température de chaudière commandée par régulateur climatique et sonde extérieure Avantages : Fonctionnement en température variable de la chaudière (fonction de son inertie) Solution en absence de local témoin Inconvénients : choix de l emplacement de la sonde extérieure (maison peu inerte, séjour au sud, ) Difficulté du réglage Type d intermittence Peu adaptée aux bâtiments fort isolés 38

39 Réglage du régulateur climatique Pas par le chauffagiste Pas au hasard en fonction des plaintes Par une personne vivant dans le bâtiment et tenant un historique des réglages 39

40 Potentiel d économie via une intermittence efficace? Régulation L absence de ralenti nocturne = % de surconsommation 40

41 Vannes thermostatiques? Où est-il surtout important de placer des VT? Ne pas en mettre où il y a le thermostat d ambiance Pourquoi ne pas réguler qu avec des vannes thermostatiques? Fonctionnent mal si la température de l eau est trop élevée (pompage, sifflement), Ne permettent pas d intermittence centralisée et automatisée ; Ne limitent la chaleur que dans les locaux profitant d apports gratuits plus importants ou demandant une température de consigne moindre ; Ne permettent pas de limiter les pertes des chaudières et des circuits de distribution. 41

42 Régulation Problèmes de surchauffe Mauvais réglage des courbes de chauffe Mauvais emplacement des sondes Absence de vanne thermostatique dans des locaux à fort apport de chaleur Apport de chaleur non contrôlé 1 C de trop = % de surconsommation 42

43 Au niveau de l émission? Emission Isoler les allèges Eviter d entraver l émission des radiateurs 43

44 Isoler les allèges Emission Les déperditions au travers d un mur situé derrière un radiateur sont doublées! Placer un isolant de 0,5 cm recouvert d aluminium sur un mur non isolé au dos d un radiateur permet de gagner : litres fuel/m².an Et est remboursé en ans 44

45 Eviter d entraver l émission des radiateurs Emission 45

46 ECS AMELIORER : QUELQUES REFLEXES A ACQUERIR! D abord réduire les débits ECS 1 Par la pression Mousseur On peut réduire les débits par un réducteur de pression (général ou localisé au point de puisage) Exemple : les pommes de douche économiques permettent de passer de 30 à 8 litres/min. Rentabilité? Un mousseur revient environ à 8. Le prix de revient du chauffage du m³ d eau chaude à 40 C varie entre 4 (chauffage fuel ou gaz, rendement compris, ou chauffage électrique de nuit au tarif Haute Tension) et 8 (chauffage électrique de jour ). A additionner aux 3 /m³ de l eau froide. Réducteur de pression 46

47 ECS AMELIORER : QUELQUES REFLEXES A ACQUERIR! ECS 2 Par la durée d utilisation Robinet électronique Robinet avec boutons poussoirs temporisés Robinet avec œil électronique d enclenchement Robinets avec butées «économiques». Robinets ergonomiques Robinet à butée litres/min. Robinets ergonomiques 47

48 ECS AMELIORER : QUELQUES REFLEXES A ACQUERIR! Ensuite réguler la température ECS Mélangeur excentré pour favoriser l usage de l eau froide Mélangeurs ou mitigeurs? Les mitigeurs régularisent automatiquement la température. Nécessaire? Si l'eau doit être fournie à température "mitigée" (douche), le gain est très variable, mais le mitigeur est toujours rentable. Surtout s il y a une bonne information des utilisateurs. Il est fondamental dans les mesures antilégionelle (prendre un mitigeur de qualité pour éviter des blocages liés au calcaire ) Mitigeur avec limiteurs de température et de débit 48

49 ECS AMELIORER : QUELQUES REFLEXES A ACQUERIR! Isoler les ballons et les tuyaux de la boucle sanitaire ECS Les déperditions sont très élevées puisque maintien permanent en T, jour + nuit, été + hiver. La boucle de circulation est toujours maintenue entre 60 (départ) et 55 (retour) L isolation d un ballon devrait être de minimum 10 cm (écodesign BXLS) La rentabilité est fonction de la situation initiale voir logiciel 49

50 ECS AMELIORER : LES GRANDES MANOEUVRES! ECS Décentraliser l eau chaude sanitaire si l usage du bâtiment le permet comme les logements individuels de petite et moyenne taille 50

51 ECS AMELIORER : LES GRANDES MANOEUVRES! ECS Produire l eau chaude sanitaire localement au moment de la demande! Si gaz Si fuel MAIS cela demande de gros investissement et beaucoup de tracas dans les bâtiments existants! 51

52 Références Guide Bâtiment Durable et autres sources : Guide Bâtiment Durable: Fiches G_ENE10 - Garantir l'efficience des installations de chauffage, d'eau chaude sanitaire et de refroidissement 52

53 Outils, sites Internet, etc intéressants : (y compris source et crédits photographiques) Site Energie+ : Outils de calcul chauffage : Evaluer le chauffage : Site Bruxelles-Environnement : Site CSTC : 53

54 Ce qu il faut retenir de l exposé 4 check-lists chauffage : Au niveau de la production slide 4 Au niveau de la distribution slide 28 Au niveau de l émission slide 43 Au niveau de la régulation slide 34 ECS : Réduire les débits / réguler le température Isoler ballons et tuyaux Décentraliser la production 54

55 Ce qu il faut retenir de l exposé La plus part des vérifications peuvent être réalisées par une personne à l aise avec les principes évoqués ici ; L essentiel des vérifications peut se faire sans appareillage spécifique ; Le chauffagiste/la société de maintenance reste votre interlocuteur privilégié pour comprendre l installation et évaluer la faisabilité des améliorations ; Il est préférable de passer par un professionnel compétent pour valider la mise en œuvre des améliorations. 55

56 Contact Gauthier KEUTGEN Responsable d Equipe Énergie bâtiment et industrie durables EXPERTISE ET FORMATION ICEDD : 081/ gk@icedd.be 56