Danfoss Manuel d’application de chauffage urbain Application guide [fr]
Manuel d’application de chauffage urbain
Manuel d’application de chauffage urbain
Pérenniser la connaissance des applications
toutes nos compétences à votre disposition
+ de 30 ans
d’expérience dans les
applications de chauffage
urbain, avec plus de 5
millions d’installations
dans le monde.
www.districtenergy.danfoss.com
Index
Manuel d'application de chauage urbain
Introduction au manuel ............................... 3
4 Le chauage urbain vu de l’intérieur
6 Un chauage urbain adapté aux besoins des bâtiments
8 Comment utiliser ce manuel?
9 Évaluation des applications
10 Types d’application de chauage urbain, présentation
Principes fondamentaux ...........................13
14 Équilibrage hydraulique: types de régulation
16 Équilibrage hydraulique : fonctions de régulation
18 Fonctions à charge réduite
21 Régulation en fonction de l’extérieur
Applications recommandées .................. 23
27 1. Applications d'eau chaude sanitaire
35 2. Applications de chauage domestique raccordées indirectement et
directement
43 3. Systèmes d'alimentation pour applications de modules d'appartement
53 4. Applications de chauage domestique raccordées directement ou
indirectement et production d’eau chaude sanitaire instantanée
63 5. Applications de chauage domestique raccordées directement ou
indirectement et ballon d’eau chaude sanitaire instantanée
71 6. Applications de chauage domestique raccordées directement ou
indirectement et préparateurs d’eau chaude sanitaire instantanée
79 7. Applications étagées
85 8. Application de chauage domestique raccordée indirectement et
ballon d’eau chaude sanitaire raccordé sur le secondaire S.1.2
89 9. Application de chauage domestique raccordée indirectement et
préparateur d’eau chaude sanitaire raccordé sur le secondaire S.1.3
À propos de Danfoss District Energy .....92
Annexe ........................................................... 96
98 Abréviations
98 Symboles utilisés dans les applications
99 Liste de référence
Page 3 - 11
Introduction au manuel
• Le chauage urbain vu de l'intérieur
• La pertinence du chauage urbain
• Un chauage urbain adapté aux besoins des bâtiments
4
Le chauage urbain
vu de l'intérieur
Depuis plus de 35 ans, Danfoss
travaille en étroite collaboration
avec ses clients, an de leur orir
des solutions de chauage urbain
adaptées à leurs besoins.
Quelles que soient l'envergure et les
spécications du projet, les composants
et les sous-stations Danfoss fonctionnent
à la perfection, dans le monde entier.
Nous mettons ainsi en place
une plate-forme de partage des
connaissances dans le domaine des
applications de
d’optimiser leurs performances.
chauage urbain
an
Connaissance des
applications
113 millions
de tonnes de CO2 sont
économisées chaque année
en Europe. Cette réduction
est directement attribuable à
la fourniture de 9 à 10% de la
demande de chauffage par des
réseaux de chauffage urbain. Ce
chiffre correspond à la totalité
des émissions de CO2 annuelles
de la Belgique.
Recommandations de Danfoss
Informations relatives à cette publication
Version1.0
Année 2012
1re édition
Édité par:
Danfoss A/S – District Energy
Nordborgvej 81
DK-6430 Nordborg
Danemark
districtenergy.danfoss.com
Contacts
District Energy France (Applications):
Thierry Aubert - Nicolas ROUSSEAU
Tél. : 01 30 62 50 00
District Energy – Application Center:
Jan Eric Thorsen, Directeur
Tél.: + 45 7488 4494
E-mail: jet@danfoss.com
Oddgeir Gudmundsson, Spécialistes
des applications Tél.: + 45 7488 2527,
E-mail: og@danfoss.com
Danfoss District Energy est le leader du
marché des produits, systèmes et services
de chauage et de refroidissement
urbains
d'expérience dans ce secteur.
Danfoss peut ainsi proposer son expertise
et ses connaissances à ses clients du
monde entier, pour mettre en œuvre
des solutions véritablement économes
en énergie.
(DHC) et compte
des décennies
Introduction 5
Écoquartier
Chauage urbain
Les réseaux de chauage et de refroidissement urbains sont des solutions idéales
pour les écoquartiers ou les villes «vertes». Dans les environnements urbains denses,
où la demande de chauage est inéluctablement la plus forte, ils constituent une
solution idéale pour l'exploitation des sources locales d'énergies renouvelables et des
excédents de chaleur. Ces systèmes permettent de réduire de manière signicative
et vériable la consommation d'énergie primaire et les émissions de CO2, et ce,
sans transiger sur le confort et la abilité que les résidents sont en droit d'attendre.
Conditions et conception du système
Dans les villes du monde entier, les réseaux de chauage urbain présentent des
diérences dans leur taille, leur conguration. Pour obtenir les niveaux de
performance et de confort d’utilisation optimaux, les réglages de température,
de niveau de pression d’utilisation ainsi que les exigences en termes de
raccordement technique aux bâtiments doivent faire l'objet d'une étude appropriée
Cette approche vous permettra de garantir une alimentation en énergie able
et sûre.
.
Tendances inuentes dans le chauage urbain
Le secteur du chauage est aujourd'hui sous l'inuence de nombreuses tendances
Celles-ci sont le résultat de la révision à la hausse des attentes des clients en termes
de confort et de sécurité de l'approvisionnement, de conception et de facilité
d'utilisation des produits, ainsi que dans le domaine du respect des exigences
légales en matière d'ecacité énergétique. Les applications de chauage urbain
doivent par conséquent être en mesure d'orir les avantages suivants:
• réduction des niveaux de température et de pression au sein du réseau;
• fonctionnement économe en énergie et capable d'orir de meilleures
performances de régulation;
• surveillance des performances énergétiques et facturation individuelle en
fonction de la consommation;
• alimentation en chaleur sûre et sécurisée.
Chauage urbain, générations 1 à 4
1G 2G 3G 4G
Système à vapeur, tubes de vapeur
dans des conduites en béton
o
200
Niveau de
température
Développement
Rendement
énergétique
C
Système d'eau chaude sous pression
Équipements lourds
Stations «construites sur site» de
grande envergure
o
C
> 100
Biomasse
Tubes préisolés
Sous-stations industrielles
compactes (avec isolation)
Mesure et surveillance
o
C
< 100
Solaire
L'utilisation de températures
réduites nécessite un réseau
intelligent (optimisation des
interactions entre les sources
d’énergies, la distribution et la
consommation) Chauage
urbain bidirectionnel
o
< 50-60
C
Sources
d'énergie
futures
.
Huile
thermique
Excédents industriels
Cogénération au charbon
Cogénération au gaz
Gaz
Chauage
urbain local
1G 2G 3G 4G
Fioul
Incinération des déchets
Cogénération au charbon
Cogénération au gaz
Chauage
urbain
Gaz
d'électricité éolienne
Cogénération
Excédents industriels
Cogénération par
Chauage
urbain
Géothermie
Excédents
à la biomasse
incinération
des déchets
Temps (générations de chauage urbain)
Chauage
urbain
Chauage
urbain
bidirectionnel
Cogénération
au biogaz
Pompe à chaleur
décentralisée
Chauage urbain6
Un chauage urbain adapté…
Infrastructure du système et
sources de chaleur disponibles
Lorsqu'il est possible d'en bénécier, le chauage urbain constitue la meilleure
source de chaleur. Le chauage urbain est à la fois bon pour vos nances et bon
pour la société dans son ensemble. Si vous ne pouvez pas bénécier du chauage
urbain, faites en sorte d'utiliser les meilleures alternatives à votre disposition,
notamment les énergies renouvelables. La meilleure solution consiste toujours
à adapter l'infrastructure et la conception du système aux sources d'énergie
disponibles, au type de bâtiment et aux besoins spéciques de vos clients.
1
2
Chauage urbain 7
3
…aux besoins des bâtiments
Exemples d'optimisation des systèmes
de chauage par la régulation
1. Adaptation aux températures extérieures
Lorsque la température de départ du système de chauage est liée à la température
extérieure, l'utilisateur prote d'un double avantage: une augmentation de son confort
et une diminution de ses factures de chauage. Dans les maisons unifamiliales
économies apportées par la régulation en fonction de la température extérieure
sont généralement comprises entre 10% et 40%.
2. Utilisation des sources d'énergie disponibles
Les mécanismes de régulation appropriés garantissent une puissance optimale
en adéquation avec les besoins réels d’un bâtiment, quelle que soient
de chaleur utilisées. Il est ainsi possible de maintenir un haut niveau de confort
tout en réduisant la consommation énergétique.
les sources
, les
3. L'équilibrage, source de confort et d'économies
Un système de chauage dont l’équilibrage hydraulique est correctement eectué
permet de fournir la puissance calorique exacte dans chaque pièce, quelles que
soient les conditions de charge. Des économies sont ainsi réalisées car les températures
correspondent aux besoins en tout point du système de chauage.
Comment utiliser ce manuel?8
Aperçu
détaillé
Le raccordement d’un bâtiment au chauage urbain permet diérentes
congurations
Le but de ce manuel est de vous présenter de manière détaillée les diérentes
applications possibles.
Toutes ces applications sont illustrées et décrites dans leur fonctionnement
les options dont elles peuvent bénécier.
Pour ce qui est des applications recommandées, ce manuel regroupe leurs principaux
avantages et limitations. Une comparaison des
valeur qu'elles apportent est également présentée
Les symboles suivants permettent d'établir une hiérarchie des applications:
pour le chauage et pour la préparation de l'eau chaude sanitaire.
et dans
diérentes applications et de la
.
Application recommandée par Danfoss
Principale alternative à l'application recommandée par Danfoss
Alternative secondaire à l'application recommandée par Danfoss
Principe et but de
l'évaluation des applications
Cette évaluation intègre des mesures
qualitatives et quantitatives, an de mettre
en évidence les avantages et les limites des
diérentes applications.
Il n'est pas question ici de fournir des
informations spéciques aux produits ou
de mettre en avant les détails des principes
théoriques sous-jacents aux composants
ou aux applications.
Les informations spéciques aux produits
proviennent des ches techniques relatives
aux groupes
théoriques détaillés proviennent quant à eux
de documents techniques ou de publications
scientiques.
de produits. Les principes
Évaluation des applications 9
Critère d'évaluation Description
Économies sur les coûts
d'investissement
Économies sur le temps
d'installation
Économies en termes
d'espace
Économies en termes
d'entretien et de
maintenance
Coût d'acquisition du système de chauffage et des composants nécessaires
Réduction du temps de conception et de planification requis par les consultants et les concepteurs
Temps nécessaire à l'installation et à la mise en service du système de chauffage
Poids de l'installation
Complexité du système
Capacité à libérer de l'espace dans un bâtiment, qui peut alors être mis à profit pour d'autres utilisations
Système de chauffage de taille réduite
Conforme à la législation en vigueur en matière d’ECS
Les systèmes ECS de faible volume permettent de limiter la prolifération de légionnelles
La préparation instantanée de l'ECS limite la prolifération de légionnelles par rapport aux systèmes
de bouclage ECS
Système simple et robuste
Réduction du nombre et de la durée des visites d'entretien et donc des coûts d'entretien et de maintenance
Réduction de la température, de la pression et des pertes de chaleur dans le réseau de chauffage
urbain et dans le système de chauffage
Performances en termes de
rendement énergétique
Sécurité opérationnelle du
système
Confort d'utilisation
Efficacité du système de chauffage en matière de transfert de chaleur (HEX)
Réduction de la température de retour vers la sous-station et le réseau
Régulation du système de chauffage en fonction de la température extérieure
Système de chauffage à haute efficacité
Potentiel d'économies d'énergie
Adaptation/optimisation de la température secondaire à la charge thermique du bâtiment
Réduction de la charge pour un groupe de clients grâce à l’échangeur de chaleur (réduction de la
perte de chaleur et du coût énergétique de la pompe)
ECS de qualité, réduction de la prolifération bactérienne: aucun stockage de l'eau chaude grâce
à la production instantanée d’ECS, conforme à la législation en vigueur en matière d’ECS
Risque de fuite et de contamination de l'alimentation en eau du chauffage urbain
Risque d'exposition à des températures élevées (p. ex. la surface d'un radiateur)
ECS en quantité illimitée
Niveau de température ambiante optimal
Confort intérieur
Durée du cycle de maintenance (plus le cycle est long, plus la durée entre deux interruptions de
l'alimentation est longue)
Niveau de bruit du système
Temps d'attente de l'eau chaude
Types d'application de chauage urbain 10
Aperçu des applications
1
Applications d'eau
chaude sanitaire
chauage domestique
raccordées directement
2
Applications de
et indirectement
Systèmes
d'alimentation pour
modules d'appartement
3
4
Applications de
chauage domestique
et d'échangeur de
chaleur d'eau chaude
sanitaire instantanée
raccordées directement
et indirectement
Applications de
chauage domestique
et de ballon d'eau
chaude sanitaire
raccordées directement
et indirectement
5
0.1 1.0 1.F 1.1 1.2 1.3 1.1.1 S.1.2 S.1.3
0.2 2.0 2.F 2.1 2.2 2.3 1.1.2
0.3 3.0 3.F 3.1 3.2 3.3
Le raccordement d'un bâtiment au chauage urbain présente diérentes
possibilités pour le chauage et pour la préparation de l'eau chaude
sanitaire. Ce manuel utilise un système de numérotation pour les diérentes
applications. Cette numérotation est directement liée à la numérotation
des composants de base, du type d'application de HE et d'ECS. Par exemple
l'application 1.1 est une application de HE et d'ECS instantanée raccordée
directement. Il s'agit en eet de la combinaison des applications
raccordé directement) et 0.1 (ECS instantanée).
1.0 (HE
,
Types d'application de chauage urbain 11
6
Applications de
chauage domestique
et de préparateurs
d’eau chaude sanitaire
raccordés directement
et indirectement
7
Applications
étagées
8
Application de
chauage domestique
raccordée indirectement
et de ballon d'eau
chaude sanitaire
raccordée côté
secondaire
9
Application de
chauage domestique
raccordée indirectement
et de préparateurs
d’eau chaude sanitaire
raccordés côté
secondaire
Application recommandée par Danfoss
Principale alternative à l'application recommandée par Danfoss
Alternative secondaire à l'application recommandée par Danfoss
Non recommandée par Danfoss
Application 0.1 + Application 1.0 = Application 1.1
+ =
Page 13 - 21 13
Principes fondamentaux
Le bon fonctionnement des sous-stations de chauage urbain est
directement lié à la conception du système de chauage secondaire,
de l’échangeur de chaleur et de la régulation du côté alimentation
primaire. Les variations quotidiennes et saisonnières de la consommation
entraînent une uctuation notable
fonction des écarts de débit observés au niveau de l'alimentation
primaire. La régulation de l'alimentation des sous-stations du bâtiment
en est par conséquent aectée. Par conséquent, il est impératif de
répondre aux besoins spéciques de
régulation et un équilibrage hydraulique
du système de chauage.
Le débit requis par une sous-station est déterminé par la demande
de chauage des bâtiments raccordés. La demande de chauage
est généralement déterminée par les trois paramètres suivants:
la consommation du chauage domestique, la ventilation et les
besoins en eau chaude sanitaire (ECS).
de la pression diérentielle en
l’installation, an d’assurer une
corrects de la sous-station et
• Équilibrage hydraulique
• Types de régulation
• Fonctions de régulation
• Fonctions à faible charge, pour l’ECS uniquement
• Régulation en fonction de l'extérieur
14
Flow controller
Types de régulation
Équilibrage hydraulique
Régulateurs de débit, régulateurs de pression
diérentielle et limiteurs de débit
L'utilisation de régulateurs de pression
diérentielle (p), de régulateurs de
débit et de limiteurs de débit a pour but
d’établir un équilibrage hydraulique
correct au sein du réseau de chauage
urbain. En assurant un équilibrage
hydraulique optimal du réseau de
chauage urbain, vous avez la
certitude que chaque consommateur
bénécie du débit dont il a besoin,
conformément aux spécications du
système. Il est également possible
d'améliorer sensiblement les conditions
d'utilisation de la vanne de régulation
en utilisant un régulateur p.
Avantages:
• Spécications précises pour le
dimensionnement des vannes
• Réglage de la sous-station en
toute facilité
• Stabilisation de la régulation de
température
• Réduction du niveau de bruit du
système
• Accroissement de la durée de vie
de la régulation
• Distribution adéquate de l’eau au
sein du réseau d’alimentation
Régulateur de débit
Régulation de débit au sein d'un
système de chauage urbain raccordé
indirectement.
Le régulateur de débit garantit
que le débit maximum préréglé de
l'alimentation du chauage urbain
n'est jamais dépassé. La régulation
du débit est utilisée dans les systèmes
présentant de faibles variations de
pression diérentielle et dans
lesquels le débit de chauage urbain
maximum ne doit pas être dépassé,
indépendamment de la pression
diérentielle du système. Ce régulateur
est généralement utilisé dans les
systèmes raccordés indirectement,
dans lesquels le débit maximum est
utilisé pour déterminer les tarifs, ainsi
que dans les systèmes dont la limitation
du débit est supérieure à la capacité
maximum du système, c'est-à-dire
lorsqu'une fonction de priorité ECS
est appliquée.
Types de régulation 15
Dierential pressure ctrl
Régulateur de pression
diérentielle
Régulation de pression diérentielle
au sein d'un réseau de chauage urbain
utilisé pour le HE et l'ECS.
Le régulateur de pression diérentielle
maintient une pression diérentielle
constante sur l'ensemble du système.
Cela permet d'améliorer à la fois
l'autorité de la vanne et l’équilibrage
hydraulique du réseau de chauage
urbain. Lorsque la pression diérentielle
est variable, un régulateur p est utilisé.
Combinaison d'un limiteur de débit et
d'un régulateur de pression diérentielle
Combinaison de la limitation du débit et de la régulation de
pression diérentielle au sein d'un réseau de chauage urbain.
Cette fonction consiste à utiliser un régulateur p auquel est
intégré un limiteur. Il régule la pression diérentielle sur un
certain nombre de d’organes (vannes, échangeurs de chaleur,
etc. Un limiteur de débit doit également être installé dans les
applications indirectes, dans lesquelles le débit maximum
est utilisé pour déterminer le tarif.
Combinaison d'un régulateur de débit et
d'un régulateur de pression diérentielle
Régulation combinée du débit et de la pression diérentielle
d'un système de chauage urbain raccordé directement.
Le régulateur p maintient un p constant sur le système
intégrant le diaphragme inférieur. Le diaphragme supérieur
est utilisé pour la régulation de débit. Il permet de stabiliser la
p à un niveau constant pour la restriction de débit maximum,
indépendamment du p sur l'ensemble du système. Il est ainsi
possible de dénir un débit maximum. Il est recommandé de
combiner la régulation de débit et de p pour les systèmes
directs, dans lesquels le débit de chauage urbain est utilisé
pour déterminer le tarif, ainsi que pour les systèmes à pression
diérentielle variable.
16
Équilibrage hydraulique
Fonctions de régulation
Régulation de température
automotrice et électronique
Vous disposez de plusieurs options
pour réguler la température de sortie
du côté secondaire. La sélection de la
méthode de régulation appropriée
dépend principalement des paramètres
du réseau de chauage urbain. Plus
les variations de température du
réseau et de pression diérentielle
sont importantes, plus le régulateur
devra être sophistiqué pour réguler
avec précision la température de sortie
côté secondaire.
Pour les systèmes de taille modeste,
l'utilisation de régulateurs automoteurs
est généralement préconisée. Les
régulateurs électroniques sont utilisés
dans les systèmes de grande envergure
Régulation thermostatique (HE + ECS)
Un régulateur thermostatique est généralement utilisé dans les systèmes de
chauage urbain dont la température de réseau et la pression diérentielle du
système varient modérément, et lorsqu'il est nécessaire de disposer d'une régulation
de la température de confort à faible charge. Dans cette conguration, il est
fréquent de constater une légère déviation de la température («proportionnelle»)
pour les températures HE et ECS.
et lorsqu'il est nécessaire de disposer
d'une régulation en fonction de la
température extérieure.
Fonctionnement
Le régulateur thermostatique a pour fonction de maintenir une température
constante dans les applications HE/ECS.
Lorsque le régulateur détecte une variation de température, il ouvre ou ferme
alors la vanne de régulation, selon si la déviation (écart entre la température
dénie et la température réelle) est respectivement positive ou négative.
Régulateur électronique (HE + ECS)
Il est possible d'utiliser un régulateur électronique permettant la régulation en
fonction de la température extérieure. Ces solutions peuvent prendre des formes
multiples. D’une simple interface utilisateur à des ensembles de fonctions et
d'options avancées. Ces solutions comprennent des fonctionnalités de communication
normalisées et des paramètres de régulation automatique ECS et HE. Les régulateurs
électroniques peuvent être utilisés avec une multitude d’applications HE et ECS.
Un régulateur électronique détermine le débit à l’intérieur du système (p. ex. un
échangeur de chaleur) à l’aide d’une vanne de régulation motorisée.
Fonctions de régulation 17
Régulation combinée du débit proportionnel
et de la p (ECS)
La combinaison de la régulation de débit et de la p est utilisée dans les
systèmes de chauage urbain dont la température de réseau présente de faibles
variations mais dont la pression diérentielle est variable ou élevée. En l'absence
de régulateur p, les variations de pression diérentielle dans la fourniture de
chaleur peuvent entraîner d'importantes variations de température ECS.
Fonctionnement
Le principe de fonctionnement du régulateur de débit proportionnel et de p
consiste à établir un rapport proportionnel entre les débits primaire et secondaire.
Cela permet alors d'obtenir une température ECS constante lorsque la température
du primaire et la pression diérentielle sont constantes.
Lorsque le régulateur détecte un débit du côté secondaire, il ouvre la vanne
primaire proportionnellement au débit secondaire. Le régulateur p intégré
maintient une pression diérentielle constante sur les vannes de régulation
intégrées, ce qui permet de réguler précisément le débit.
Régulation combinée du débit proportionnel,
de la température et de la p (ECS)
La combinaison de la régulation du débit, de la température et de la p est
utilisée dans les systèmes de chauage urbain dont la température du réseau
présente des variations et dont la pression diérentielle est variable et élevée.
Fonctionnement
Le principe du régulateur de débit proportionnel consiste à établir un rapport
proportionnel entre les débits primaire et secondaire. Cela permet alors d'obtenir
une température ECS constante lorsque la température du primaire et la pression
diérentielle sont constantes.
Lorsque le régulateur détecte un débit du côté secondaire, il ouvre la vanne
primaire proportionnellement au débit secondaire. Le régulateur thermostatique
limite le débit primaire lorsque la contribution du régulateur proportionnel au
débit est trop importante, en comparaison du point de consigne de température
souhaité. Le régulateur p maintient une pression diérentielle constante sur les
vannes de régulation intégrées, ce qui permet de réguler précisément le débit.
18
Équilibrage hydraulique
Fonctions à charge réduite
pour régulateur de température ECS uniquement
Pour la préparation de l’ECS, p. ex. dans les maisons unifamiliales ou dans les
appartements, pour des raisons de confort, la température désirée doit être
atteinte sans délai,. Ainsi, les fonctions à faibles charges sont utilisées pour
garder les canalisations primaires et/ou l’échangeur de chaleur chauds lorsqu’aucun
soutirage n’est eectué. Pour cela, un débit réduit contourne ou traverse
l’échangeur de chaleur. En fonction du niveau de confort désiré, diérentes
méthodes de fonctionnement peuvent être utilisées.
a) Régulateur proportionnel
b) Régulateur thermostatique
A faible charge, l’échangeur de chaleur
et la ligne d’alimentation sont froids.
A faible charge, l’échangeur de chaleur
et la ligne d’alimentation sont chauds.
Fonctions à charge réduite
c) Régulateur en dérivation de la ligne d’alimentation
A faible charge, l’échangeur de chaleur
est
froid et la ligne d'alimentation est
chaude, la température peut être
réglée en fonction des besoins.
19
d) Régulateur en dérivation de la vanne de régulation
A faible charge, l’échangeur de chaleur
et la ligne d’alimentation sont chauds,
et la
température peut être réglée en
fonction
des besoins.
e) Vanne de régulation avec réduction de la température à faible charge
A faible charge, l’échangeur de chaleur
et la ligne d’alimentation sont chauds.
Régulation en fonction de l'extérieur 21
Régulation
en fonction de l'extérieur
La température extérieure constitue
l'élément le plus inuent sur la demande
de chauage d'un
périodes de froid, le bâtiment nécessite
davantage de chauage, et inversement
La température étant en constante
évolution, il en est de même de la charge
thermique nécessaire au réchauement
d'un immeuble. La régulation en fonction
de la température extérieure est par
conséquent une méthode ecace
réaliser des économies d'énergie.
L'alimentation en chaleur d'un bâtiment
est obtenue lorsque la demande est
satisfaite et sans excès de chaleur. Un
régulateur
disposant d'une fonction de régulation
en
fonction de la température extérieure
permet de régler proactivement
l'alimentation en chaleur, an d'assurer
le maintien de cette dernière à un point
constant, en détectant les variations
de
température extérieure. À l'inverse,
un système de chauage dépourvu de
régulation en fonction de la température
extérieure ne réagira qu'aux variations
de température intérieure. Un tel
système s'adaptera alors lentement aux
variations extérieures. Les conséquences
sont négatives à la fois en termes de
confort d'utilisation et de rendement
énergétique.
électronique intelligent
bâtiment. Lors des
pour
La compensation en fonction de la
température extérieure détecte un
signal à partir d'une sonde de
température extérieure positionnée
.
à l'ombre du bâtiment. La sonde détecte
la température réelle et, si
le régulateur électronique
l'alimentation en chaleur (température
de départ) an de reéter les nouvelles
conditions. Le régulateur procédera
également à l'ajustement de
l'alimentation
et assurera le maintien des températures
ambiantes. L'utilisateur ne se rendra
même pas compte que la température
extérieure a changé, et il bénéciera
en permanence d'une température et
d'un confort constants.
Un rapport publié par COWI, société de
conseil en sciences de l’environnement,
estime que les économies d’énergie
réalisées grâce à la régulation
électronique en fonction de la
température extérieure sont, pour les
maisons unifamiliales, situées autour
de 10%, et peuvent parfois atteindre
40%. Selon ce rapport, les maisons
unifamiliales dont la consommation
de chauage est élevée bénécient
d'un retour sur investissement
particulièrement rapide après
l'installation d'un régulateur
électronique orant une régulation
en chaleur des radiateurs
nécessaire,
ajuste
en fonction de la température
extérieure. En outre, les législations
qui régissent les bâtiments résidentiels
et commerciaux préconisent
l'utilisation de ces régulateurs. Par
ailleurs, des règles similaires pour les
maisons unifamiliales sont adoptées
dans un nombre croissant de pays.
Un système de chauage doté d’une
régulation en fonction de la température
extérieure peut disposer de fonctions
supplémentaires, notamment:
• Limitation du débit et de la
puissance
• Possibilité de limiter la température
de retour primaire et/ou du débit
secondaire
• Mise en place de fonctions de
sécurité
• Fonction de réduction périodique
de la température
• Capacités de transmission de
données vers un système SCADA
ou via un portail Web, par exemple
• Consignation des données de
consommations énergétiques
Les systèmes équipés d'une régulation
en fonction de la température
extérieure sont principalement
utilisés avec des systèmes de
chauage par radiateur ou par
plancher chauant.
L'écran graphique (A) indique les
A
valeurs de température, ainsi que les
informations d'état, et sert au réglage
de tous les paramètres de commande
B
La navigation et la sélection des
éléments dans les menus s'eectuent
au moyen du bouton multifonction (B).
.
Page 23 - 25 23
Applications recommandées
Applications recommandées
par type de système de chauage urbain
Sélection de l'application24
Guide des
applications recommandées
et des alternatives principales
Sélection de l'application
Système basse température, T≥60°C
(
) = PN10bar uniquement
•
PN10bar/T≤90°C
PN10 et PN16bar/T<110°C
PN16bar/T≥110°C
PN25bar/T≥110°C
Caractéristiques du système
Type d’application
Systèmes recommandés par Danfoss
Type d'application
Résidentiel
• • • (•) • • (•) • (•) • • (•)
• • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • •
Application
ECS
Application
ECS
instantanée
Application
HE
Application
de chauffage
domestique
raccordée
indirectement
Applications HE et ECS
combinées
Application
de chauffage
domestique
et d'eau
chaude
sanitaire
instantanée
raccordée
indirectement
Application
de chauffage
domestique
avec boucle
de mélange
et d'eau
chaude
sanitaire
instantanée
raccordée
directement
Application
ECS
Application
ECS
instantanée
Nomenclature
0.1 1.0 1.1 2.1 0.1 1.0 2.0 1.1 2.1 1.1.1 1.F 2.F 3.F
Sélection de l'application 25
Lors de la sélection de l'application, il est nécessaire de disposer des informations
relatives aux paramètres du réseau de chauage urbain auquel l'application est
raccordée. En fonction des paramètres du réseau, il est facile de déterminer les
applications adaptées au réseau de chauage urbain à l'aide du tableau de
sélection d'application.
Tout comme le tableau de type d'application, le tableau de sélection d'application
utilise un code couleur, an de mettre en valeur les applications recommandées
(en vert). Le tableau de sélection d’application vous servira de guide et vous
permettra de sélectionner les meilleures applications pour votre système.
Par exemple: dans le cas d'une maison unifamiliale nécessitant des applications
ECS et de chauage, raccordée à un réseau de chauage urbain dont la température
du réseau est de 90°C et la pression PN16, l’application recommandée est
l'application 1.1.
Collectif
Systèmes centralisés Systèmes de modules d'appartement
Application
Application
de chauffage
domestique
raccordée
indirectement
HE
Application
de chauffage
domestique
avec boucle
de mélange
raccordée
directement
Application
de chauffage
domestique
et d'eau
chaude
sanitaire
instantanée
raccordée
indirectement
Applications HE et ECS
combinées
Application
de chauffage
domestique
avec boucle
de mélange
et d'eau
chaude
sanitaire
instantanée
raccordée
directement
Application
étagée
HE et ECS
instantanée
raccordée
indirectement
Alimentation centrale vers module d'appartement
(pour HE et ECS via des modules d'appartement)
Application
raccordée
indirectement
pour
l’alimentation
de modules
d’appartement
Application
raccordée
indirectement
avec
accumulateur
de chaleur pour
l’alimentation
de modules
d’appartement
Application
raccordée
directement
avec boucle de
mélange pour
l'alimentation
des modules
d'appartement
Application recommandée par Danfoss
Principale alternative à l'application recommandée par Danfoss
PN10bar uniquement
(•)
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0.1 1.0 1.F 1.1 1.2 1.3 1.1.1 S.1.2 S.1.3
0.2 2.0 2.F 2.1 2.2 2.3 1.1.2
0.3 3.0 3.F 3.1 3.2 3.3
27
Aperçu
1. Applications d'eau chaude sanitaire
La plupart des réseaux de chauage urbain sont des systèmes
en boucle fermée, qui nécessitent une méthode ecace pour
la préparation de l'eau chaude sanitaire.
L’eau chaude sanitaire est généralement préparée de deux
manières. La première consiste à la préparer instantanément
l'aide d'un échangeur de chaleur situé à proximité du lieu de
soutirage; la seconde utilise un débit réduit circulant dans un
échangeur de chaleur, qui est ensuite stocké dans un réservoir,
l'eau est ainsi prête à être consommée.
0.1 Préparation instantanée de l'ECS à l'aide d'un échangeur
de chaleur
à
0.2 Préparation de l'ECS à l'aide d'un échangeur et d'un ballon
de
stockage
0.3 Préparation de l’ECS à l’aide d’un préparateur
1. 0.1 Application
Application ECS instantanée
Application ECS instantanée pour
raccordement à un système de chauffage
urbain.
La préparation instantanée de l’ECS est
généralement combinée au chauffage.
Fonctionnement
L'ECS est préparée instantanément à l'aide
d'un échangeur de chaleur. L'échangeur
de chaleur sépare physiquement les circuits
d'ECS et d'eau de chauffage urbain.
Cette application permet une alimentation
illimitée en eau chaude, à température
constante, eau qui est préparée à proximité
du point de soutirage en cas de demande,
ce qui réduit les risques de prolifération de
légionnelles et de bactéries.
En fonction du niveau de confort ECS
souhaité
régulation
ligne d'alimentation peuvent être maintenus
froids ou chauds lors du fonctionnement
faible charge.
ainsi que de la méthode de
, l’échangeur de chaleur et la
à
Domaines d'utilisation:
Résidentiel
Collectif
Bâtiments commerciaux
Types de système de chauffage urbain
PN10 et PN16bar T≤60°C
PN10bar T≤90°C
PN10 et PN16bar T<110°C
PN16bar T≥110°C
PN25bar T≥110°C
Marchés typiques:
La plupart des marchés
:
Application recommandée par
Danfoss
Options de régulation
Régulation électronique
La régulation électronique de la production d'ECS peut être configurée via différentes
fonctionnalités.
Régulation automotrice
Il est possible de mettre en place une régulation automotrice à l'aide d'une régulation
thermostatique, de débit ou de pression différentielle, ou encore par une combinaison de
ces types de régulation.
En règle générale, les régulateurs électroniques sont utilisés dans les systèmes ECS de
grande dimension. Les régulateurs automoteurs sont quant à eux plutôt utilisés dans des
systèmes ECS de taille réduite, dans les maisons unifamiliales ou les appartements par
exemple.
Les systèmes disposant d'une régulation automotrice emploient généralement une
combinaison de régulateurs thermostatiques et de débit.
29
Régulation de l’ECS à faible charge
En fonction des exigences, l’échangeur de chaleur et/ou la ligne d’alimentation peuvent
être maintenus froids ou au chauds.
Exemple de régulation électronique
Istanbul, Turquie: bâtiments résidentiels et
commerciaux avec production instantanée d'ECS.
Exemples de régulation automotrice
1. 0.1 Application ECS instantanée
Principaux avantages de l'application
Coût total du système faible
Réduction du temps de conception et de planification requis par les consultants
Réduction des coûts de maintenance
Système compact et à haute efficacité
Température de retour basse et peu de perte de chaleur au niveau du module
Adapté aux systèmes basse température
Réduction de l'espace requis par rapport aux applications alternatives
ECS en quantité illimitée, avec préparation instantanée et sur demande
Très faible risque de prolifération bactérienne
Réduction de la charge hydraulique du réseau pour un groupe de consommateurs
Recommandations
Type d'application
0.1
Application
ECS instantanée
0.2
Application
Ballon
ECS
0.3
Application
préparateur
ECS
Économies sur les coûts d'investissement
Économies sur le temps d'installation
Économies en termes d'espace
Économies en termes d'entretien et de maintenance
Performances de rendement énergétique
Sécurité opérationnelle du système
Confort d'utilisation
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