EAU Dimensionnement Chauffage domestique bois Appareil bois raccord

"EAU" Dimensionnement Chauffage domestique bois - Appareil bois raccordé au réseau Version janvier 2013 8

Sommaire 7. Mise en oeuvre 10. Circuit secondaire • • • Local Aération Silo 8. Dimensionnement Calcul des déperditions Dimensionnement Calcul des consommations Calcul des volumes de stockage 9. Circuit primaire Comportement d’une chaudière Hydro accumulation Protection chaudière Circulateur Vase d’expansion Eau chaude sanitaire Choix des vannes Robinet thermostatique 11. Différents types d’installation Appareils divisés hydro Chaudière chargement manuel Chaudière chargement auto 12. 13. 14. 15. 16. Conduite et Maintenance Diagnostics Aides fiscales et subventions Glossaire Annexes Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 1 : Présentation 2

Dimensionnement Les déperditions Pour déterminer la puissance d’une chaudière bois ainsi que la consommation en combustible, la détermination des déperditions est indispensable. ¡Cas d’un bâtiment neuf Il est impératif de calculer les déperditions sur la base RT 2005 (Titre 5) à partir de 2006 ¡Cas d’un bâtiment ancien ( « Méthode du U » , non traitée) ¡Cas d’un bâtiment ancien ( « Méthode du G » ) 0 n appliquera la formule Déperditions = G x V x T G : W/m 3 K V : Volume de l’habitation en m 3 T : Température ambiante – Température extérieure (°C) Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 3

Dimensionnement Règle générale de dimensionnement des chaudières : ¡ On prendra en compte les déperditions totales du logement pour déterminer le nombre et la puissance des émetteurs à installer. ¡ La mise en œuvre d’un ballon d’hydro-accumulation rend possible le surdimensionnement de la chaudière. L’hydro-accumulation doit être correctement dimensionnée suivant la chaudière installée Règle générale de dimensionnement des appareils hydro : ¡ Prendre en compte la part de puissance en rayonnement (dans la pièce où est installé l’appareil) et la part de puissance récupérée par le bouilleur (nombre de radiateurs pouvant être raccordés). ¡ Coupler le bouilleur avec un ballon d’hydro-accumulation (ballon tampon) ¡ Éviter les surpuissances synonyme de marche au ralenti. ¡ La puissance de rayonnement de l’appareil ne doit pas être trop élevée pour un meilleur fonctionnement et devrait être au plus égale aux déperditions totales de la pièce où est installé l’appareil. Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 4

Dimensionnement Méthode du G Détermination de G (déperditions approchées) ¡Détermination du type de bâtiment : Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 5

Dimensionnement Détermination de K : Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 6

Dimensionnement Détermination de G en fonction de la catégorie et de K : Catégorie IP 1 et IP 2 : Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 7

Dimensionnement Détermination de G en fonction de la catégorie et de K : Catégorie IG 1, IG 2 et IG 3 : Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 8

Dimensionnement Pour les bâtiments plus récents, il est possible d’utiliser ces coefficients « Ubat » données à titre indicatif: Attention cette méthode n’est pas réglementaire mais permet une bonne approximation (elle ne remplace pas les calculs imposés par la réglementation). - RT 2000: 0. 9 W/K. m² RT 2005: 0. 8 W/K. m² Bâtiment très bien isolé: 0. 6 W/K. m² Bâtiment Bioclimatique: 0. 4 W/K. m² Détermination de ∆T ¡∆T est la différence entre la température intérieure désirée (19°C en général) et la température extérieure de base que l’on détermine à l’aide de la carte de la diapositive suivante Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 9

Dimensionnement Température extérieure de base : Iles de la manche, de l’Atlantique et de la Méditerranée Limites de département Distance de la mer = à 25 km Crêtes situées au sud du cours de l’Aveyron Les valeurs non cerclées situées dans les mers et océans correspondant à une distance de la mer inférieure à 3 km Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 10

Dimensionnement Correction de la température extérieure de base en fonction de l’altitude : Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 11

Dimensionnement Exemple de calcul de déperditions ¡Soit une construction de 1985 sur terre-plein sur 1 niveau d’une surface de 100 m 2 et de 2, 5 m de hauteur sous plafond ¡Les murs, la toiture et le plancher bas sont isolés d’origine ¡Cette construction se trouve à Strasbourg dans le Bas-Rhin ¡Quelles sont les déperditions de cette habitation ? Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 12

Dimensionnement Détermination du type de bâtiment Type de bâtiment (IP 1, IP 2, IG 1, IG 2, IG 3) = IP 1 Détermination du K des murs Kmur = 0, 5 Détermination du K des toitures Ktoiture = 0, 5 Détermination du K des planchers bas K planchers bas = 0, 5 Détermination du G G = 0, 91 [W/m 3. K] Détermination de la température extérieure de base : T ext Text = -15 [°C] ΔT = 34 [°C] Détermination de ΔT ΔT = 19 - Text Détermination des déperditions Déperditions = G x V x ΔT Volume chauffé V = 250 [m 3] Déperditions = 7 735 [W] Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 13

Dimensionnement Calcul de consommation ¡ Il est important de pouvoir estimer le coût annuel en combustible d’une installation ¡ Pour cela il est nécessaire d’évaluer la quantité de combustible bois qui sera consommée Détermination de la consommation annuelle C C = Besoins annuels [kg] PCI. th PCI : Pouvoir calorifique inférieur du combustible utilisé (voir diapositive suivante) Besoins annuels en k. Wh th : Rendement thermique de l’installation en sachant que : th = c. d. e OU Besoins annuels C = PCI. th. densité [stère] c : Rendement de la chaudière d : Rendement de distribution = 0, 94 e : Rendement d’émission = 0, 98 Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 14

Dimensionnement Pouvoir calorifique et densité moyenne de quelques combustibles Combustibles PCI Densité Hygrométrie Fioul domestique 10 k. Wh/litre 845 kg/m 3 - Gaz naturel 10 k. Wh/m 3 0, 74 kg/m 3 - Propane 12, 8 k. Wh/kg 2, 04 kg/m 3 - Bois bûches feuillus 3, 9 k. Wh/kg 400 kg/stère m 3 20% Bois bûches résineux 4, 1 k. Wh/kg 310 kg/stère m 3 20% Plaquettes 3, 6 k. Wh/kg 260 kg/m 3 25% Granulés de bois 4, 6 k. Wh/kg 650 à 700 kg/m 3 10% Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 15

Dimensionnement Les besoins annuels sont de deux ordres ¡ Les besoins annuels sont de deux ordres Besoins chauffage (Bch) : 24. DJU. i Bch = Dep. [k. Wh] ta - te Dep : Déperditions de la maison (k. W) ta : Température ambiante (°C) te : Température extérieure de base (°C) DJU : Degrés jours unifiés à déterminer avec le tableau page suivante (Prendre la valeur pour la ville la plus proche de la maison pour une altitude équivalente) i : coefficient d’intermittence (0, 8 pour une installation de chauffage au bois) Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 16

Dimensionnement ¡DJU : indice de rigueur climatique qui est égal à l’écart journalier entre la température de référence qui est 18°C et la température extérieure moyenne de la journée. Cet indice est calculé sur la période conventionnelle de chauffage de 232 jours qui est du 1 er octobre au 20 mai. Par convention le degré jour unifié est égal à zéro si la température observée est supérieure ou égale à la température de référence ¡i : Coefficient d’intermittence Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 17

Dimensionnement Détermination des DJU (Degrés Jours Unifiés) : Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 18

Dimensionnement Besoins en eau chaude sanitaire (Becs) : Becs = Q. 1, 163. (tc – tf) [k. Wh] tc : Température de l’eau chaude (55°C) tf : Température de l’eau froide (10°C) Q : Quantité d’eau chaude annuelle en m 3 ¡ Les besoins journaliers en eau chaude sont estimés aux valeurs suivantes : 30 litres par personne et par jour (douche, lavabo) 50 litres par personne et par jour (baignoire, douche, lavabo) 70 litres par personne et par jour (rampe de douches massages, baignoire balnéo) ¡ On aura ensuite : Besoins annuels = Bch + Becs Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 19

Dimensionnement Exemple de calcul de consommation ¡Soit la même construction sur terre-plein sur 1 niveau d’une surface de 100 m 2 et de 2, 5 m de hauteur sous plafond ¡Cette construction se trouve à Strasbourg dans le Bas-Rhin ¡L’habitation comprend une baignoire, une douche et un lavabo ¡Il y a 4 personnes qui habitent ce domicile ¡On considère le rendement de la chaudière à 85% ¡Le combustible utilisé est du bois bûches feuillus ¡Quelles sont les consommations de cette habitation ? Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 20

Dimensionnement Calcul des besoins annuels en chauffage : BCH Déperditions = DJU = 7, 735 [k. W] 2827 Température ambiante Ta = 19 [°C] Température extérieure de base T e= - 15 [°C] Coefficient d’intermittence i = BCH = 0, 8 12 348 [k. Wh] Calcul des besoins annuels en eau chaude sanitaire : BECS Quantité d’eau à réchauffer Q = 73 [m 3] Température de l’eau chaude Tc = 55 [°C] Température de l’eau froide Tf = 10 [°C] BECS = 3 820 [k. Wh] Besoins annuels = 16 168 [k. Wh] Calcul des besoins annuels Besoins annuels = BCH + BECS Calcul du rendement thermique de l’installation th = c. d. e rendement de distribution d = 0, 94 rendement d’émission e = 0, 98 rendement de la chaudière c = 0, 85 th = 0, 78 PCI = 3, 9 [k. Wh/kg] Calcul de la consommation annuelle : C C = 5 315 [kg] Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 21

Dimensionnement Estimation de la consommation selon combustible ¡ Dans le cas de cette habitation, les besoins annuels sont de 16 168 k. Wh ¡ Cette consommation de bois est différente et correspond à un certain volume de stockage selon le combustible choisi : Pour les bûches (feuillus) : Consommation = 16 168 3, 9 x 0, 78 = 5 314 kg Pour les bûches (résineux) : 16 168 Consommation = = 5 056 kg 4, 1 x 0, 78 V= V = 5 314 400 5 056 310 = 13, 3 stères = 16, 3 stères Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 22

Dimensionnement Estimation de la consommation selon combustible ¡ Dans le cas de cette habitation, les besoins annuels sont de 16 168 k. Wh ¡ Cette consommation de bois est différente et correspond à un certain volume de stockage selon le combustible choisi : Pour les plaquettes : Consommation = 16 168 3, 6 x 0, 78 = 5 758 kg V = 5 758 260 = 22 m 3 Pour les granulés (avec rendement de chaudière de 90%): 16 168 4 234 Consommation = = 4 234 kg V = = 6, 5 m 3 4, 6 x 0, 83 650 Chauffage domestique bois - Module EAU – Chap. 8 : Dimensionnement 23