Fiche n : Chaudière à condensation + CESI Optimisé Fiche d intégration dans le logiciel RT 01 : Uwin de PERRENOUD /09/01 Version.0.1 du 17/09/01 La procédure suivante décrit la saisie et la prise en compte d un système composé d une chaudière gaz à condensation et d un système CESI Optimisé (Chauffe Eau Solaire Individuel Optimisé) dans le logiciel de calcul thermique de la RT 01 Uwin. Description d un système CESI Optimisé (Chauffe Eau Solaire Individuel) Le but du CESI «optimisé», basé sur le même principe que le CESI «classique», est de pouvoir proposer un produit très compétitif répondant aux exigences de la RT01 tout en en simplifiant la pose. Le CESI «optimisé» est basé sur les idées suivantes : Une optimisation du dimensionnement du couple capteur-ballon, avec un capteur unique (environ m²) et un ballon de volume réduit (inférieur à 00 litres) Un appoint gaz séparé afin de limiter les déperditions d un stockage d eau chaude à haute température sur le ballon solaire. La valorisation d eau chaude solaire reste ainsi très bonne malgré la taille réduite du capteur. De plus, le CESI «optimisé» permet d améliorer l attractivité financière du couple solaire-gaz naturel pour les acquéreurs. Cette solution est conçue pour les maisons individuelles. Composants nécessaires pour décrire le système dans le logiciel L ensemble du système est décrit dans un objet «génération» ( suivants : ). Cet objet contient les éléments Un «générateur» décrivant les caractéristiques de la chaudière gaz à condensation ( ) ; Un «système de stockage» décrivant les caractéristiques du ballon de stockage et du système solaire ( ). CRIGEN - 1/10
Exemple de saisie Saisie d une maison individuelle équipée d une chaudière gaz à condensation et d un système CESI Optimisé dans le logiciel Uwin de PERRENOUD, version.0.1 du 17/09/01. Les besoins de chauffage sont assurés à 100% par la chaudière ; Les besoins d ECS sont assurés par le système CESI optimisé, la chaudière gaz à condensation est utilisée en appoint. Toutes les valeurs communiquées dans la présente fiche sont issues d un exemple. Elles doivent être redéterminées pour chaque étude. Description du bâtiment Surface habitable : 10,7 m² SHON : 1,8 m² Nombre de niveaux habitables : Zone climatique : H1a Altitude : inférieure à 00 m Génération Une unique génération est modélisée, elle est composée de la description : De la chaudière gaz à condensation ; Du ballon de stockage et du système CESI optimisé. Emission de chauffage L émission de chauffage est liée à la génération. Emission d ECS L émission d ECS est liée à la génération. Etape 1 Etape Etape 3 Les étapes de la saisie de la génération sont les suivantes : Etape 1 : Création de l objet génération «CD + CESIOpt» ; Etape : Création du générateur «Chaudière à condensation» ; Etape 3 : Création du ballon de stockage «CESI Opt». Suite à ces étapes les différentes émissions (en chauffage, ECS et refroidissement) peuvent être créées. Elles sont reliées à la génération correspondante. CRIGEN - /10
Etape 1 : Saisie de la génération La génération assure des fonctions de chauffage et d ECS 1 3 CRIGEN - 3/10
N Données d entrée Exemple Remarques 1 Type de gestion En cascade La présence d un ballon rend obligatoire la gestion des générateurs en cascade. Ce champ ne concerne que les modes de gestion avec priorité, et influe sur les pertes et consommations à l arrêt en chauffage ou en Raccordement des Permanent ECS des générateurs. Un générateur isolé générateurs hydrauliquement de la génération présentera moins de pertes qu un générateur connecté en permanence à la génération. 3 Raccordement hydraulique Emplacement de la production Gestion de la température de génération Avec possibilité d isolement En volume chauffé A température moyenne des réseaux de distribution Deux types de raccord sont pris en compte, selon la possibilité de condamner un des réseaux de distribution de la génération (raccordement avec isolement) ou non (raccordement permanent). Ce paramètre influe sur la détermination des saisons de fonctionnement des systèmes de chaud ou de froid lorsque le projet contient plusieurs groupes. La température de fonctionnement de la génération est la température moyenne départ/retour à ses bornes. Les générations alimentant des réseaux hydrauliques peuvent : Soit fonctionner à température constante tout au long de la période de chauffage, Soit adapter leur température de fonctionnement selon le paramétrage défini au niveau des réseaux de distribution de chauffage et de refroidissement. Dans ce deuxième cas, la période de relance se traduit par un fonctionnement à température maximale. Toutes les valeurs communiquées dans la présente fiche sont issues d un exemple. Elles doivent être redéterminées pour chaque étude. CRIGEN - /10
Etape : Saisie de la chaudière gaz à condensation La chaudière gaz à condensation assure des fonctions de chauffage et d ECS. 1 La chaudière gaz à condensation assure des fonctions de chauffage et d ECS 7 Attention à l unité 3 6 8 9 10 11 CRIGEN - /10
N Données d entrée Exemple Remarques 1 Production du générateur Chauffage/ECS Le générateur assure des fonctions de chauffage et l appoint des besoins en ECS. Comparé à un système «CESI classique», il faut une chaudière plus Puissance nominale en kw puissante sinon la chaudière n est pas chauffage capable de produire de l ECS instantanée avec un confort suffisant. 3 Puissance intermédiaire 6 kw Toutes les caractéristiques de Ventilateur du côté performances des générateurs sont Oui combustion disponibles sur le site Atita : Rendement sur PCI à 100% 98 % www.rt01-chauffage.com 6 Rendement sur PCI à charge partielle 107 % 7 Pertes à l arrêt 0,0 kw 8 9 10 11 Puissance électrique des auxiliaires à la puissance nominale Puissance électrique à charge nulle Température minimale de fonctionnement Température maximale de fonctionnement 0 W 1 W 0 C 80 C Les valeurs issues du certificat CE sont considérées certifiées. Remarque : Toutes les valeurs par défaut proposées correspondent aux valeurs minimales indiquées dans les normes. Elles sont donc forcément pénalisantes. Le site Atita ne donne pas la puissance électrique des auxiliaires à charge nulle mais celle à la puissance minimum. Les fabricants ne communiquent pas encore cette valeur, en absence d information elle est estimée à 10-1 W. Les valeurs par défaut des températures limites de fonctionnement sont définies dans la méthode Th-BCE. Elles valent 30 C et 70 C pour les chaudières gaz à condensation. Toutes les valeurs communiquées dans la présente fiche sont issues d un exemple. Elles doivent être redéterminées pour chaque étude. CRIGEN - 6/10
Etape 3 : Saisie du système de production/stockage Il s agit d un système CESI optimisé. Le ballon de stockage doit être décrit avec une boucle solaire comme source de base du ballon. La chaudière à condensation gaz est utilisée comme appoint si nécessaire. 1 Dans le système «CESI optimisé», l appoint gaz est séparé instantané afin de limiter les déperditions. Au contraire, l appoint est intégré dans un système «CESI classique». 3 Le volume du ballon est plus faible dans un système «CESI optimisé» que dans un système «CESI classique». 7 6 8 9 CRIGEN - 7/10
N Données d entrée Exemple Remarques 1 Services assurés ECS seule Dans le système «CESI optimisé», Type de stockage Base solaire plus appoint séparé instantané 3 Volume total du ballon 10 l Pertes thermiques du ballon 1,66W/K Température maximale du ballon 6 Hystérésis thermostat ballon C l appoint gaz est séparé instantané afin de limiter les déperditions. Au contraire, l appoint est intégré dans un système «CESI classique». Le volume du ballon est plus faible dans un système «CESI optimisé» que dans un système «CESI classique». Les pertes statiques d un ballon solaire sont déterminées selon la norme NF EN 1977-3, elles sont à justifier par : - La certification du ballon - Un PV d essai réalisé par un laboratoire indépendant (la valeur est alors majorée de 10%) - Par défaut Ua=0,16xV 0, avec Cr = xua/v = 0,7 9 C L'hystérésis permet de faire la distinction entre les températures de marche et d arrêt des dispositifs chauffant du ballon. Elle correspond à une «tolérance» autour de la valeur de consigne du ballon. Température du ballon Hystérésis temps 7 Gestion du thermostat ballon Chauffage permanent Concernant la base assurée par le solaire, toute la chaleur disponible est injectée dans le ballon. L hystérésis n a donc aucune utilité. D après la définition de la méthode Th- BCE, le chauffage de nuit fonctionne entre 3h et h uniquement. 8 Hauteur de l échangeur 0% 9 Zone du thermostat Zone 1 Toutes les valeurs communiquées dans la présente fiche sont issues d un exemple. Elles doivent être redéterminées pour chaque étude. CRIGEN - 8/10
1 La surface de capteurs solaires est plus faible dans un système «CESI optimisé» que dans un système «CESI classique». 3 6 7 8 9 10 11 1 CRIGEN - 9/10
N Données d entrée Exemple Remarques La surface de capteurs solaires est plus faible dans un système «CESI optimisé» que dans un système «CESI classique». 1 Surface de capteurs m Orientation Sud 3 Inclinaison 6 7 Rendement optique du capteur solaire Coefficient de pertes du premier ordre du capteur Coefficient de pertes du deuxième ordre du capteur Type de régulation de la boucle solaire 0,8 3,31 W/(m.K) 0,0181 W/(m.K) Sur la température Remarque : la surface d entrée minimum de capteur solaire est de m² minimum pour répondre à l exigence de recours aux énergies renouvelables, sauf si le calcul démontre un apport énergétique dû aux ENR > à kwhep/m²/an. Cependant, les capteurs de moins d 1.80 m² n existent pas sur le marché. Généralement l inclinaison de la toiture vaut : Entre et 60 en zone H1 ; Entre 30 et en zone H ; Entre 1 et 30 en zone H3. Les caractéristiques de performance des capteurs solaires sont données dans les avis techniques ou les PV Keymark des produits. Les valeurs par défaut de la méthode Th-BCE sont les suivantes : Rendement optique : 0,6 Coefficient de pertes du premier ordre : 0 W/(m.K) pour les capteurs non vitrés, 6 W/(m.K) pour les capteurs vitrés et 3 W/(m.K) pour les capteurs tubulaires Coefficient de pertes du second ordre : 0 W/(m.K) De manière générale la régulation de la boucle solaire s effectue : Sur la température en maisons individuelles ; Sur l ensoleillement en logements collectifs. Coefficient de pertes des 8 6 W/K tuyauteries vers l extérieur La puissance nominale des pompes est Coefficient de pertes des 9 0 W/K disponible dans les avis techniques ou tuyauteries vers l intérieur certifications des systèmes ballon + capteurs. 10 Facteur d angle d incidence 0,9 11 Puissance nominale des pompes 60 W 1 Présence d un échangeur Oui Toutes les valeurs communiquées dans la présente fiche sont issues d un exemple. Elles doivent être redéterminées pour chaque étude. CRIGEN - 10/10