Le système FLEX Une solution intelligente pour le chauffage et la production d eau chaude
INDEX 1 2 3 4 5 6 7 Qu est-ce que le système FLEX? p. 4 Les sources de chaleur p. 8 La distribution de la chaleur p. 12 Le stockage de la chaleur p. 14 La régulation du système p. 16 Le montage Plug & Heat p. 20 Exemple d une intégration p. 23 2
La révolution énergétique, c est maintenant. Nous utilisons de plus en plus d énergie. Notre consommation a quadruplé en cinquante ans seulement et le nombre d appareils électriques utilisés à usage domestique ou dans le milieu des télécommunications ne cesse d augmenter. Et ce n est pas fini. Aujourd hui, les combustibles fossiles fournissent près de 70 % de l énergie utilisée sur la planète. A eux seuls, ils ont envoyé 30.8 milliards de tonnes de CO2 dans notre atmosphère en 2009. Un pétrole qui se raréfie et coûte de plus en plus cher, avant de disparaître probablement d ici une cinquantaine d années. Ou de devenir financièrement inabordable. Un gaz naturel qui devrait être épuisé avant la fin du siècle. Un charbon en bout de course dans 200 ans Nos réserves d énergies fossiles se vident. En 2010, en Suisse, le mazout et le gaz représentaient 66% de notre chauffage. Une énergie importée à grands frais de transport et d émissions de gaz à effet de serre. Demain, le chauffage et la production d eau chaude sanitaire se tailleront une grande part du gâteau national des besoins en énergie (plus de 40 % de la consommation totale et même 85 % de celle des ménages). C est là qu il faut agir. C est là aussi que l énergie solaire thermique se montre la plus efficace. Nos systèmes de chauffage et d eau chaude sanitaire permettent de couvrir jusqu à 80% des besoins d un immeuble ou d une villa uniquement en solaire. Il reste beaucoup à faire : Aujourd hui en Suisse, seuls 0.2 % de la chaleur et 0.04 % de l électricité proviennent du solaire. C est très peu, alors que le soleil pourrait couvrir 30% de notre consommation énergétique nationale. Nous sommes en retard par rapport à nos voisins européens. Il est temps de nous y mettre! Progression des consommations énergétiques Sources de consommation des ménages privés en Suisse et leur répartition (%) 3
1 Qu est-ce que le système FLEX? FLEX est un système de chauffage pour maisons individuelles et immeubles qui combine efficacement n importe quelle source de chaleur à l énergie solaire. Ce système peut être élargi à tout moment en fonction de vos besoins. Avez-vous décidé de construire ou de rénover? Pas de problème, FLEX s adapte à chaque situation. Il peut être utilisé pour produire votre eau chaude sanitaire, chauffer votre maison ou tempérer votre piscine. Afin de couvrir vos besoins au mieux et à moindres frais, il est important d intégrer intelligemment le soleil dans le système de chauffage et de veiller à ce que l énergie qu il produit soit toujours utilisée en priorité. Et lorsque le soleil se fait plus discret, votre pompe à chaleur, votre chaudière ou votre poêle prennent le relais automatiquement. Les installations solaires traditionnelles fonctionnent surtout en utilisant l énergie solaire en parallèle à une autre source d énergie. FLEX, lui, associe harmonieusement tous les composants dans un même système. Il augmente ainsi le rendement du soleil. La structure hydraulique de FLEX est conçue de façon à ce que tous les producteurs de chaleur, chacun avec son profil de température, s intègrent de manière optimale dans le système de chauffage. Pour limiter les pertes, il choisit toujours le chemin le plus direct entre la source de chaleur et le consommateur. Seule l énergie produite en surplus est conservée dans un accumulateur de chaleur. Afin de ne gaspiller ni eau chaude ni énergie, nous proposons un système de production d eau chaude instantanée. Ce n est pas seulement plus économique mais aussi plus hygiénique. L installation délivre de l eau à la bonne température et à la bonne quantité, au moment où vous en avez besoin. Une seule commande suffit au contrôle précis de l ensemble du système, y compris la maîtrise individuelle de la température dans les différentes pièces. Solaire Bois Gaz Mazout Pompe à chaleur CCF Vieille chaudière 4
Ce système de régulation centrale permet de piloter l installation solaire à haut et à bas débit. Ainsi, le rendement augmente. Vous profitez au maximum de l énergie solaire. Tout comme le centre de distribution d énergie hydraulique, la régulation est extensible à tout moment. De nouveaux composants peuvent être ajoutés, la régulation élargie via la mise à jour des softwares. De cette façon, vous êtes armés pour l avenir. En plus, FLEX est très facile à utiliser et ne demande que peu d entretien. Le système FLEX est composé des éléments suivants, dont nous parlerons plus en détails ultérieurement : - Les sources de chaleur - Le centre de distribution d énergie pour la répartition de la chaleur - L accumulateur d énergie - La régulation du système Vos avantages Une flexibilité totale : Circuit de chauffage supplémentaire, chauffeeau, panneaux solaires ou pompe à chaleur, chaque élément peut être intégré au système FLEX et tout comme un lego, être emboîté aux autres à tout moment. Pour les maisons et les immeubles : En plus de nos centres compacts de distribution d énergie pour les bâtiments de petite et moyenne taille, nos systèmes de modules individuels (technique de cascade) s intègrent efficacement à de grandes constructions plus gourmandes en énergie. Une valeur durable : Une chaudière s use rapidement. FLEX non. Il est durable et valorise votre maison. Le bon degré, où il faut, quand il faut : FLEX valorise chaque parcelle de chaleur au degré près. Le système fournit uniquement la température réellement nécessaire. Une rénovation par étapes : En cas de rénovation, votre ancien chauffage central peut être intégré dans le système FLEX. Plus tard, vous pouvez choisir de remplacer votre chaudière ou votre pompe à chaleur par une installation plus performante. Quelle que soit votre décision, FLEX est au rendez-vous. Vous bénéficiez pleinement des avantages du système de distribution et de régulation, même avec une ancienne chaudière. Les coûts de rénovation sont limités et peuvent être échelonnés dans le temps. Une solution économique : Le système FLEX permet une réduction des coûts de chauffage de plus de 50% en optimisant la consommation d énergie et en maximisant l apport du soleil. Un partenariat de confiance : Energie Solaire SA travaille depuis 2012 en étroit partenariat avec l entreprise Orange Energy. Le savoir-faire et l expérience des deux sociétés dans les domaines du solaire thermique, du chauffage et de la climatisation vous garantissent le meilleur conseil pour une solution d avenir adaptée à vos besoins. 5
1 Source de chaleur 2 Accumulateur de chaleur à charge stratifiée 3 Production d eau chaude (ECS) instantanée 4 Installation solaire 5 Radiateurs 6 Chauffage au sol 7 Echangeur de chaleur solaire 8 Vanne de commutation 9 Pompe de circulation d ECS 10 Set de pompe pour source de chaleur 11 Clapet anti-retour Totalement modulable et intelligent, le système FLEX s adapte à tout, quels que soient la source de chaleur ou le profil du consommateur. Il agit comme le centre névralgique qui distribue les apports d énergie de façon optimale. La régulation, le stockage et la distribution de chaleur sont conçus pour que tous les systèmes de chauffage (gaz, mazout, pompe à chaleur, bois, ) puissent être combinés à l énergie solaire. Vous profitez du soleil au maximum, bien davantage que dans n importe quelle installation traditionnelle. Résultat : un chauffage à moindre coût qui favorise les énergies renouvelables dans votre maison. FLEX est basé sur une idée révolutionnaire : la séparation des sources de chaleur et des consommateurs d énergie (eau chaude, chauffage, piscine). extensible Utilisateurs de chaleur Sources de chaleur extensible 6
Aperçu du système FLEX 8 6 7 9 5 2 4 3 1 1 Centre de distribution d énergie (SWC) 2 Régulation (EB6000) 3 Accumulateur de chaleur (TLS, PSOE) 4 Source de chaleur (par ex. : mazout, gaz, pompe à chaleur pellets, etc) 5 Module de régulation de chauffage par pièce (Raumbus RBM) 6 Sonde d ambiance 7 Collecteur-distributeur du chauffage au sol 8 Capteurs solaires Energie Solaire SA 9 Commande à distance du système de chauffage (EBF) 7
2 Les sources de chaleur : Un des atouts maîtres du système FLEX est l utilisation optimale des différents profils de température et leur conservation dans un accumulateur de chaleur. Même une faible quantité d énergie peut alimenter un circuit de chauffage à basse température. C est un avantage décisif pour une installation solaire. Même par temps nuageux et à des températures basses (orange), l énergie solaire peut être injectée dans un circuit de chauffage à basse température. En plein soleil (rouge), elle produit de la chaleur pour le chauffage à haute température et pour l eau chaude sanitaire. Dans l exemple ci-dessous, deux sources de chaleur avec un profil de température différent livrent de l énergie : une installation solaire et une chaudière à pellets. A chaque source de chaleur son profil de température : Les capteurs solaires thermiques : Energie Solaire SA propose des capteurs pour chaque domaine d application : des capteurs sélectifs sans vitrage pour la basse température (0-50 ), des capteurs plans vitrés pour la moyenne température (40-80 ) et des capteurs à tubes sous vide pour la haute température (80-130 ). FLEX s adapte à chaque type de capteurs et utilise intelligemment l énergie solaire tout au long de l année et dans toutes les conditions. 8
Type de capteurs capteur sélectif sans vitrage capteur plan vitré capteur à tubes sous vide 80-130 40-80 0-50 Quel est le meilleur capteur solaire au monde? Cela dépend de sa température de travail qui, elle, dépend du consommateur. En d autres mots : si vous avez besoin de chaleur à haute température, vous n utilisez pas le même type de capteurs que pour la chaleur à moyenne ou basse température. Généralement, un capteur doit travailler à la température demandée par le consommateur pour éviter les pertes d énergie. Le meilleur capteur est donc celui qui correspond à votre besoin en températures : Températures Basses températures 0-50 : Les capteurs sélectifs sans vitrage sont les champions. Idéaux également combinés à une pompe à chaleur. Moyennes températures 40-80 : Pour une application telle tout au long de l année, nous préconisons les capteurs plans vitrés. Hautes températures 80-130 : Si vous consommez de la chaleur à haute température, pour le chauffage avec des anciens radiateurs par exemple, les capteurs à tubes sous vide sont les mieux adaptés. 9
La pompe à chaleur (PAC) Souhaitez-vous investir dans une pompe à chaleur? Elle peut très bien être combinée avec une installation solaire. Pour une PAC avec échangeur air/eau, sondes géothermiques ou eau/eau, le système permet une gestion optimale, tout en apportant le plus du soleil. FLEX récupère l énergie des capteurs solaires pour l apporter à la pompe à chaleur. Autre avantage de la combinaison FLEX / PAC, la possibilité de refroidir gratuitement sa maison en été. Couplé à une pompe à chaleur géothermique, Free cooling, apporte la fraîcheur du sol à domicile! En plus d être écologique, ce mariage est économique, confortable et performant. Le bois Le bois est abondant en Suisse. Comme sa combustion génère de la chaleur à haute température, on peut l utiliser dans tous les types de bâtiments, qu ils soient bien ou mal isolés. Il vous procure un chauffage autonome et renouvelable. Il y a plusieurs façons de se chauffer au bois, du simple poêle individuel à la réalisation d une chaufferie entièrement automatique. Le système FLEX combine idéalement les sources d énergie du bois et du soleil pour un chauffage 100% écologique avec des ressources indigènes. 10
Les chaudières conventionnelles Souhaitez-vous conserver votre chaudière à mazout ou à gaz et la combiner avec une installation solaire? Pas de problème. La régulation du système FLEX assure un apport maximal de l énergie du soleil sans rien sacrifier au confort. Moins sollicitée, la chaudière dure plus longtemps. Et vous diminuez sensiblement votre consommation d énergies fossiles. Cette option laisse toutes les portes ouvertes. Si votre installation arrive en fin de vie ou si vous souhaitez passer à un chauffage 100% écologique, vous n avez qu à évacuer la chaudière et la remplacer par un système de chauffage au bois ou une pompe à chaleur. C est aussi une solution maligne. Le passage en deux temps vers l énergie renouvelable permet de répartir votre investissement et vos déductions fiscales sur deux ans. 11
43 La distribution de la chaleur : Qu il s agisse d une maison individuelle ou d un immeuble, d une nouvelle construction ou d une rénovation, FLEX apporte une solution simple à des problèmes complexes. Villas et petits immeubles (de 5 à 40 kw) Le centre de distribution d énergie (SWC) est le cœur du système FLEX. Ce module très compact vous est livré clé en main avec tous les composants complètement assemblés, isolés et câblés en usine. Vous gagnez un temps précieux lors du montage. Chaque module est fabriqué de série et testé avant sa livraison sur le chantier. Cela représente un gage de qualité. Tout est pensé jusque dans les moindres détails pour rendre le montage le plus aisé possible. Le module est exclusivement équipé de pompes à basse consommation (classe A). Le comptage d énergie solaire est inclus de série. Tous les composants sont aisément accessibles et démontables pour permettre une maintenance facile pendant toute la durée de vie du module. L atout majeur du centre de distribution d énergie FLEX réside dans la répartition optimale de la chaleur. Il absorbe la chaleur de l installation solaire et la restitue immédiatement vers le robinet d eau chaude, les radiateurs ou le chauffage au sol, sans passer par l étape intermédiaire du stockage. Les pertes d énergie sont fortement réduites. 12
Grands immeubles (de 40 à 500 kw) A partir d environ 40kW de puissance de chauffage, le module pour les villas et les petits immeubles est trop petit. Installer un seul module réunissant toutes les fonctions du centre de distribution d énergie serait par contre trop volumineux et trop lourd. C est pour cette raison que le module destiné aux grands immeubles se présente sous forme de groupes séparés. Le schéma hydraulique reste cependant identique à celui des petits immeubles. Les composants du centre de distribution sont dimensionnés en fonction du concept de l installation, en totale adéquation avec les besoins du consommateur. L ensemble est parfaitement modulable. Energie Solaire SA livre une gamme complète de groupes hydrauliques pour des installations de chauffage de moyenne à très grande taille : - Groupes hydrauliques solaires avec système de charge stratifiée et possibilité de gestion de champs avec 2 orientations. - Groupes de départ chauffage avec vanne trois voies motorisées. - Groupes de production d eau chaude instantanée avec échangeurs à plaques en inox (plaques vissées) largement dimensionnés, y compris boucle de circulation. - Groupes de charge pour pompes à chaleur et chaudière, avec, si nécessaire, maintien de la température de retour. - Groupe de distribution de chaleur pour piscines. Dans un souci constant d économies d énergie, ces groupes sont tous équipés de circulateurs et de pompes de classe énergétique A. 13
4 Le stockage de la chaleur : La structure claire et simple de l accumulateur de chaleur (TLS, PSOE) garantit un fonctionnement sûr et durable. La tuyauterie de raccordement est déjà intégrée dans le réservoir de stockage (9) et concentrée à la hauteur du groupe hydraulique, ce qui évite les raccordements superflus et inutilisés tout en minimisant les pertes de chaleur. La qualité de l isolation en fibre de polyester (résistante au feu) minimise la déperdition de chaleur, assure une valeur d isolation constante et garantit la longévité de l installation. La disposition des conduites permet de charger ou de décharger le réservoir de manière optimale. Elle détermine quatre zones distinctes, de la plus chaude (1) à la plus froide (4). Grâce à cette configuration, chaque zone est gérée de façon parfaite en fonction des températures (5 à 8). Accumulateur de chaleur (TLS) 1 Zone pour le soutirage d eau chaude sanitaire (ECS) 2 Zone haute température 3 Zone basse température 4 Zone froide 5 Sonde de température 6 Sonde de température 7 Sonde de température 8 Sonde de température 9 Connexion vers le centre de distribution d énergie (SWC) 14
La charge et décharge de l accumulateur Å Charge de la zone supérieure zone haute température et ECS L eau de chauffage coule dans la conduite de stratification supérieure située dans la partie haute de l accumulateur. La zone ECS et haute température se charge. L eau à 60 C (par exemple), plus légère, va se loger dans le haut de l accumulateur, prête à être à l usage. Å Å Charge de la zone chauffage basse température L eau destinée au chauffage au sol est injectée par la deuxième conduite de stratification. L eau de chauffage à 45 C (par exemple) trouve sa place dans la zone médiane de l accumulateur, exactement à l endroit voulu. La zone de l accumulateur prévue pour les consommateurs basse température se charge. Décharge de la zone de chauffage haute température Par le biais de la conduite de stratification supérieure, l énergie nécessaire au groupe de chauffage haute température est soutirée. C est uniquement cette zone de l accumulateur qui se décharge. Décharge de la zone de chauffage basse température Par le biais de la conduite de stratification inférieure, l énergie nécessaire au groupe de chauffage basse température est soutirée. C est uniquement cette zone de l accumulateur qui se décharge. Décharge de la zone eau chaude sanitaire L énergie pour la production d eau chaude sanitaire est extraite tout en haut de l accumulateur, au point le plus chaud. Un dispositif freine complètement la turbulence au niveau de la connexion d eau froide sur l accumulateur et maintient la stratification thermique. Æ Æ 15
5 La régulation du système : Avec notre régulation, votre système de chauffage est toujours sous contrôle. La régulation «Master» (EB6000) est le chef d orchestre de votre installation. Elle permet de régler harmonieusement une installation solaire, une chaudière ou une PAC, la production d eau chaude et la distribution de chauffage (1 voire 2 groupes de chauffage). Plus besoin de plusieurs régulations qui ne communiquent pas entre elles. Pour les installations plus complexes avec par exemple une deuxième source de chaleur, un module de régulation «Slave» (EB 1000) est connecté à la régulation «Master». Il lui est subordonné et les deux régulations agissent ensemble. Si vous équipez votre maison d une régulation de chauffage par zones avec thermostats d ambiance, elle est également liée à la régulation «Master» (EB6000). La gestion optimale de la totalité du système de chauffage est ainsi assurée. Vos avantages Parfaitement coordonné : Tous les composants de l installation sont gérés par un chef d orchestre et fonctionnent de concert. Extensible : Vous souhaitez rajouter ultérieurement un consommateur ou une source de chaleur au système FLEX? Pas de problème! La régulation est extensible à souhait. Pratique : La commande à distance (EBF) vous permet de gérer tous les composants de l installation. Connecté : Vous pouvez connecter votre ordinateur et visualiser toutes les données de paramétrage ainsi que l historique de fonctionnement. Par le biais d un modem, vous contrôlez votre chauffage même de l autre bout du monde. Exemple d une installation complexe avec régulation 16
EB6000 Régulation master pour la gestion de 2 groupes de chauffage, 1 groupe de production d ECS, 1 installation solaire, 1 source de chaleur, 1 accumulateur. EB1000 Extension de EB6000 pour groupes de chauffage, groupe de production d ECS ou sources de chaleur additionnels. Thermostats d ambiance Thermostats d ambiance pour pose encastrée ou apparente, avec ou sans fil, pour la gestion de la température d une chambre. Bus de zone Bus pour connexion des thermostats d ambiance avec activation de la structure du bâtiment. EBF Commande à distance avec display graphique pour une commande confortable du système de chauffage. master (EB 6000), commande à distance, bus de zone, source de chaleur supplémentaire. 17
Régulation de chauffage par pièce et activation de la structure du bâtiment Afin d augmenter l apport solaire pour le chauffage de votre bâtiment, vous pouvez définir une deuxième température de consigne supérieure à la température de base dans certaines zones ou pièces. Cela permet de chauffer ces zones à la température supérieure en cas d excédent d énergie solaire. La structure du bâtiment est utilisée comme stockage de chaleur. La température intérieure définit la température de départ de chauffage. L EnergyBus est plus dynamique et réactif puisqu il est régulé par la température intérieure alors que d autres régulations de chauffage conventionnel sont uniquement pilotées par la température extérieure. Vos avantages : Un chauffage sur mesure : A chaque zone son profil de température et de temps de chauffage (jusqu à 4 commutations par jour, un profil pour chaque jour de la semaine) Pas de perte d énergie : Les surplus d énergie renouvelable (solaire) peuvent être stockés directement dans le bâtiment Bien-être garanti : La gestion de température par zone garantit votre confort Une facture allégée : Vous économisez de l énergie 18
Tout sous contrôle avec un seul appareil Avec la commande à distance EBF vous gérez, consultez et éditez aisément les paramètres de votre chauffage (de la température par pièce, aux groupes de chauffage en passant par les sources de chaleur). Une multitude d informations sous forme graphique ou de tableur vous renseigne en continu sur l efficacité du système, les démarrages de la source de chaleur, l apport solaire, etc. Vous maîtrisez la totalité de votre installation de chauffage partout et à tout moment. EBF Jusqu à 16 appareils peuvent être connectés simultanément sur une installation. Exemples d affichage du display Apport solaire Groupes de chauffage Régulation par pièce Comparaison avec l année précédente Eau chaude instantanée Démarrage de source de chaleur 19
6 Le montage Plug & Heat, rapide et simple : Montage pour les villas et petits immeubles Les composants FLEX sont livrés pré-assemblés et pré-câblés. La mise en place ainsi que le raccordement hydraulique et électrique sont effectués en un tour de main. Tout est conçu pour diminuer le risque d erreur et gagner un maximum de temps lors du montage. Et en plus, tout reste propre. Vos avantages : Plug & Heat : Montage rapide et simple. En une journée, l installation est mise en place et raccordée Fiabilité : Tous les raccordements hydrauliques et électriques sont préparés en usine La qualité sans compromis : Tous les composants sont fabriqués en série et testés en pression avant de quitter l usine Plus d erreur possible : Tout a été pensé afin qu aucune erreur ne puisse être commise sur le chantier De l espace en plus : Système compact permettant un gain de place 20
1 Déroulement du montage Dans le local technique, toutes les conduites sont rapportées sur une équerre de pré-montage équipée de vannes. Dans l exemple illustré les conduites sont celles d une installation solaire, de deux groupes de chauffage et de la production d eau chaude avec la boucle de circulation. Vous pouvez terminer l aménagement du local technique (peinture, sol ) sans que les appareils ne soient salis ou endommagés. 2 Mise en place des appareils Le centre de distribution d énergie SWC, l accumulateur d énergie et la source de chaleur sont mis en place. L équerre de pré-montage a été démontée auparavant. 3 Raccordement Les composants sont raccordés. En une seule journée, l installation est prête pour la mise en service! 21
Montage pour les grands immeubles Le chauffagiste installe le «bus» hydraulique composé de 5 à 7 tuyaux de chauffage, tous reliés à l accumulateur d énergie. Chaque tuyau correspond à un niveau de température et permet de séparer les consommateurs et les producteurs de chaleur à haute température de ceux à basse température. Chaque groupe hydraulique est connecté au «bus» hydraulique c est à dire aux tuyaux qui correspondent à leur niveau de température de fonctionnement. La tuyauterie et les groupes sont ainsi disposés de manière ordonnée. Tout est simple est clair dans la chaufferie. Autre avantage du principe du «bus» hydraulique, l installation peut en tout temps être complétée ou étendue (ajout d un groupe hydraulique pour chauffer une piscine par exemple). Grâce à la régulation du système FLEX, tous les composants du centre de distribution d énergie travaillent ensemble. La régulation est conçue pour une gestion harmonieuse des groupes hydrauliques pour les installations de petite ou de grande taille. Il n est plus nécessaire d imaginer un concept hydraulique et une régulation sur mesure pour chaque projet. Le concept FLEX convient pratiquement à tous les cas de figure. 22
7 Exemple d une configuration de système FLEX : Utilisation optimale de la chaleur grâce au «bus» hydraulique : Séparation des niveaux de températures grâce à 7 conduites parallèles. Disposition claire et ordonnée des conduites dans le local technique. Exemple illustré : Accumulateur de chaleur (TLS, PSOE) avec charge stratifiée Centre de distribution de chaleur (SWC) 2 (1 groupe de chauffage basse température, 1 groupe de chauffage haute température, 1 groupe de production d ECS, 1 installation solaire) y.c. régulation EB6000 + commande à distance EBF Chaudière à gaz Groupe de chauffage piscine avec régulation EB1000 Pompe à chaleur air-eau Groupe de maintien de la température de retour d un poêle à bois hydraulique Extension à souhait 23
F-03-.2013 Diminuer les frais de chauffage? Augmenter le confort de vie? Profiter des énergies renouvelables? Energie Solaire SA! Contact : Energie Solaire SA Rue des Sablons 8, 3960 Sierre, Suisse Telephone : +41 27 451 13 20 E-Mail : info@energie-solaire.com www.energie-solaire.com