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 chauffage urbain
Introduction au manuel............................... |
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Le chauffage urbain vu de l’intérieur |
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Un chauffage urbain adapté aux besoins des bâtiments |
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Comment utiliser ce manuel ? |
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Évaluation des applications |
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Types d’application de chauffage urbain, présentation |
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Principes fondamentaux............................ |
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Équilibrage hydraulique : types de régulation |
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Équilibrage hydraulique : fonctions de régulation |
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Fonctions à charge réduite |
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Régulation en fonction de l’extérieur |
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Applications recommandées................... |
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27 1. Applications d'eau chaude sanitaire
35 2. Applications de chauffage domestique raccordées indirectement et directement
43 3. Systèmes d'alimentation pour applications de modules d'appartement
53 4. Applications de chauffage domestique raccordées directement ou indirectement et production d’eau chaude sanitaire instantanée
63 5. Applications de chauffage domestique raccordées directement ou indirectement et ballon d’eau chaude sanitaire instantanée
71 6. Applications de chauffage domestique raccordées directement ou indirectement et préparateurs d’eau chaude sanitaire instantanée
79 7. Applications étagées
858. Application de chauffage domestique raccordée indirectement et ballon d’eau chaude sanitaire raccordé sur le secondaire S.1.2
899. Application de chauffage domestique raccordée indirectement et préparateur d’eau chaude sanitaire raccordé sur le secondaire S.1.3
À propos de Danfoss District Energy |
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Annexe............................................................ |
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98 Abréviations
98Symboles utilisés dans les applications
99Liste de référence
Page 3 - 11
Introduction au manuel
•Le chauffage urbain vu de l'intérieur
•La pertinence du chauffage urbain
•Un chauffage urbain adapté aux besoins des bâtiments
4
Le chauffage urbain
vu de l'intérieur
Depuis plus de 35 ans, Danfoss travaille en étroite collaboration avec ses clients, afin de leur offrir des solutions de chauffage urbain adaptées à leurs besoins.
Quelles que soient l'envergure et les spécifications 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 chauffage urbain afin d’optimiser leurs performances.
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
Version 1.0
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 chauffage et de refroidissement urbains (DHC) et compte des décennies 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.
Introduction |
5 |
Écoquartier
Chauffage urbain
Les réseaux de chauffage et de refroidissement urbains sont des solutions idéales pour les écoquartiers ou les villes « vertes ». Dans les environnements urbains denses, où la demande de chauffage 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 significative et vérifiable la consommation d'énergie primaire et les émissions de CO2, et ce, sans transiger sur le confort et la fiabilité que les résidents sont en droit d'attendre.
Conditions et conception du système
Dans les villes du monde entier, les réseaux de chauffage urbain présentent des différences dans leur taille, leur configuration. 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 fiable et sûre.
Tendances influentes dans le chauffage urbain
Le secteur du chauffage est aujourd'hui sous l'influence 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'efficacité énergétique. Les applications de chauffage urbain doivent par conséquent être en mesure d'offrir les avantages suivants :
•réduction des niveaux de température et de pression au sein du réseau ;
•fonctionnement économe en énergie et capable d'offrir de meilleures performances de régulation ;
•surveillance des performances énergétiques et facturation individuelle en fonction de la consommation ;
•alimentation en chaleur sûre et sécurisée.
Chauffage urbain, générations 1 à 4
<![endif]>Développement
Huile thermique
1G |
2G |
3G |
4G |
Système à vapeur, tubes de vapeur dans des conduites en béton
200 oC
Niveau de température
Rendement énergétique
Cogénération au charbon 
Cogénération au gaz 
Gaz 
Fioul 
Chau age urbain local
Système d'eau chaude sous pression Équipements lourds
Stations « construites sur site » de grande envergure
> 100 oC
Biomasse 
Excédents industriels 
Incinération des déchets 
Cogénération au charbon 
Cogénération au gaz 
Gaz 
Chau age
urbain
Tubes préisolés |
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L'utilisation de températures |
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Sous-stations industrielles |
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réduites nécessite un réseau |
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compactes (avec isolation) |
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intelligent (optimisation des |
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Mesure et surveillance |
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interactions entre les sources |
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d’énergies, la distribution et la |
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consommation) Chau age |
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urbain bidirectionnel |
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< 100 oC |
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< 50-60 oC |
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Sources |
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d'énergie |
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futures |
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d'électricité éolienne |
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Cogénération |
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au biogaz |
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à la biomasse |
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Pompe à chaleur |
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des déchets |
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Chau age |
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urbain |
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urbain |
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Temps (générations de chau age urbain) |
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1G |
2G |
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Chauffage urbain |
Un chauffage urbain adapté…
Infrastructure du système et sources de chaleur disponibles
Lorsqu'il est possible d'en bénéficier, le chauffage urbain constitue la meilleure source de chaleur. Le chauffage urbain est à la fois bon pour vos finances et bon pour la société dans son ensemble. Si vous ne pouvez pas bénéficier du chauffage 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 spécifiques de vos clients.
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Chauffage urbain |
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…aux besoins des bâtiments
Exemples d'optimisation des systèmes de chauffage par la régulation
1. Adaptation aux températures extérieures
Lorsque la température de départ du système de chauffage est liée à la température extérieure, l'utilisateur profite d'un double avantage : une augmentation de son confort et une diminution de ses factures de chauffage. Dans les maisons unifamiliales, les 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 les sources
3 de chaleur utilisées. Il est ainsi possible de maintenir un haut niveau de confort tout en réduisant la consommation énergétique.
3. L'équilibrage, source de confort et d'économies
Un système de chauffage dont l’équilibrage hydraulique est correctement effectué permet de fournir la puissance calorifique 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 chauffage.
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Comment utiliser ce manuel ? |
Aperçu
détaillé
Le raccordement d’un bâtiment au chauffage urbain permet différentes configurations pour le chauffage et pour la préparation de l'eau chaude sanitaire.
Le but de ce manuel est de vous présenter de manière détaillée les différentes applications possibles.
Toutes ces applications sont illustrées et décrites dans leur fonctionnement et dans les options dont elles peuvent bénéficier.
Pour ce qui est des applications recommandées, ce manuel regroupe leurs principaux avantages et limitations. Une comparaison des différentes applications et de la valeur qu'elles apportent est également présentée.
Les symboles suivants permettent d'établir une hiérarchie des applications :
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, afin de mettre en évidence les avantages et les limites des différentes applications.
Il n'est pas question ici de fournir des informations spécifiques aux produits ou de mettre en avant les détails des principes théoriques sous-jacents aux composants ou aux applications.
Les informations spécifiques aux produits proviennent des fiches techniques relatives aux groupes de produits. Les principes théoriques détaillés proviennent quant à eux de documents techniques ou de publications scientifiques.
Évaluation des applications |
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Critère d'évaluation |
Description |
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Économies sur les coûts |
Coût d'acquisition du système de chauffage et des composants nécessaires |
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d'investissement |
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Réduction du temps de conception et de planification requis par les consultants et les concepteurs |
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Économies sur le temps |
Temps nécessaire à l'installation et à la mise en service du système de chauffage |
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d'installation |
Poids de l'installation |
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Complexité du système |
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Économies en termes |
Capacité à libérer de l'espace dans un bâtiment, qui peut alors être mis à profit pour d'autres utilisations |
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d'espace |
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Système de chauffage de taille réduite |
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Conforme à la législation en vigueur en matière d’ECS |
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Économies en termes |
Les systèmes ECS de faible volume permettent de limiter la prolifération de légionnelles |
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La préparation instantanée de l'ECS limite la prolifération de légionnelles par rapport aux systèmes |
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d'entretien et de |
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maintenance |
de bouclage ECS |
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Système simple et robuste |
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Réduction du nombre et de la durée des visites d'entretien et donc des coûts d'entretien et de maintenance |
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Réduction de la température, de la pression et des pertes de chaleur dans le réseau de chauffage |
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urbain et dans le système de chauffage |
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Efficacité du système de chauffage en matière de transfert de chaleur (HEX) |
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Réduction de la température de retour vers la sous-station et le réseau |
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Régulation du système de chauffage en fonction de la température extérieure |
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Performances en termes de |
Système de chauffage à haute efficacité |
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rendement énergétique |
Potentiel d'économies d'énergie |
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Adaptation/optimisation de la température secondaire à la charge thermique du bâtiment |
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Réduction de la charge pour un groupe de clients grâce à l’échangeur de chaleur (réduction de la |
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perte de chaleur et du coût énergétique de la pompe) |
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ECS de qualité, réduction de la prolifération bactérienne : aucun stockage de l'eau chaude grâce |
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à la production instantanée d’ECS, conforme à la législation en vigueur en matière d’ECS |
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Sécurité opérationnelle du |
Risque de fuite et de contamination de l'alimentation en eau du chauffage urbain |
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système |
Risque d'exposition à des températures élevées (p. ex. la surface d'un radiateur) |
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ECS en quantité illimitée |
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Niveau de température ambiante optimal |
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Confort d'utilisation |
Confort intérieur |
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Durée du cycle de maintenance (plus le cycle est long, plus la durée entre deux interruptions de |
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l'alimentation est longue) |
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Niveau de bruit du système |
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Temps d'attente de l'eau chaude |
Types d'application de chauffage urbain |
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Aperçu des applications
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Applications d'eau |
Applications de |
chaude sanitaire |
chauffage domestique |
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raccordées directement |
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et indirectement |
0.1 |
1.0 |
0.2 |
2.0 |
0.3 |
3.0 |
3
Systèmes d'alimentation pour modules d'appartement
1.F |
2.F |
3.F |
4
Applications de chauffage domestique et d'échangeur de chaleur d'eau chaude sanitaire instantanée raccordées directement et indirectement
1.1 |
2.1 |
3.1 |
5
Applications de chauffage domestique et de ballon d'eau chaude sanitaire raccordées directement et indirectement
1.2
2.2 |
3.2 |
Le raccordement d'un bâtiment au chauffage urbain présente différentes possibilités pour le chauffage et pour la préparation de l'eau chaude sanitaire. Ce manuel utilise un système de numérotation pour les différentes 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 effet de la combinaison des applications 1.0 (HE raccordé directement) et 0.1 (ECS instantanée).
Types d'application de chauffage urbain |
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Applications de |
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Applications |
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Application de |
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Application de |
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chauffage domestique |
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étagées |
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chauffage domestique |
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chauffage domestique |
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et de préparateurs |
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raccordée indirectement |
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raccordée indirectement |
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d’eau chaude sanitaire |
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et de ballon d'eau |
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et de préparateurs |
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raccordés directement |
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chaude sanitaire |
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d’eau chaude sanitaire |
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et indirectement |
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raccordée côté |
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raccordés côté |
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secondaire |
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1.3 |
2.3 |
1.1.1 |
1.1.2 |
S.1.2 |
S.1.3 |
3.3
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
+ 
=
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Principes fondamentaux
Le bon fonctionnement des sous-stations de chauffage urbain est directement lié à la conception du système de chauffage secondaire, de l’échangeur de chaleur et de la régulation du côté alimentation primaire. Les variations quotidiennes et saisonnières de la consommation entraînent une fluctuation notable de la pression différentielle en 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 affectée. Par conséquent, il est impératif de répondre aux besoins spécifiques de l’installation, afin d’assurer une régulation et un équilibrage hydraulique corrects de la sous-station et du système de chauffage.
Le débit requis par une sous-station est déterminé par la demande de chauffage des bâtiments raccordés. La demande de chauffage est généralement déterminée par les trois paramètres suivants : la consommation du chauffage domestique, la ventilation et les besoins en eau chaude sanitaire (ECS).
•Équilibrage hydraulique
•Types de régulation
•Fonctions de régulation
•Fonctions à faible charge, pour l’ECS uniquement
•Régulation en fonction de l'extérieur
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Équilibrage hydraulique |
Types de régulation
Régulateurs de débit, régulateurs de pression différentielle et limiteurs de débit
L'utilisation de régulateurs de pression différentielle (Δp), de régulateurs de débit et de limiteurs de débit a pour but d’établir un équilibrage hydraulique correct au sein du réseau de chauffage urbain. En assurant un équilibrage hydraulique optimal du réseau de chauffage urbain, vous avez la certitude que chaque consommateur bénéficie du débit dont il a besoin, conformément aux spécifications du
système. Il est également possible d'améliorer sensiblement les conditions d'utilisation de la vanne de régulation en utilisant un régulateur Δp.
Avantages :
•Spécifications 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 chauffage urbain raccordé indirectement.
Le régulateur de débit garantit que le débit maximum préréglé de l'alimentation du chauffage urbain n'est jamais dépassé. La régulation
du débit est utilisée dans les systèmes présentant de faibles variations de pression différentielle et dans lesquels le débit de chauffage urbain maximum ne doit pas être dépassé, indépendamment de la pression différentielle 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 |
Régulateur de pression différentielle
Régulation de pression différentielle au sein d'un réseau de chauffage urbain utilisé pour le HE et l'ECS.
Le régulateur de pression différentielle maintient une pression différentielle 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 chauffage urbain. Lorsque la pression différentielle est variable, un régulateur Δp est utilisé.
Combinaison d'un limiteur de débit et d'un régulateur de pression différentielle
Combinaison de la limitation du débit et de la régulation de pression différentielle au sein d'un réseau de chauffage urbain.
Cette fonction consiste à utiliser un régulateur Δp auquel est intégré un limiteur. Il régule la pression différentielle 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 différentielle
Régulation combinée du débit et de la pression différentielle d'un système de chauffage urbain raccordé directement.
Le régulateur Δp maintient un Δp constant sur le système intégrant le diaphragme inférieur. Le diaphragme supérieur est utilisé pour la régulation de débit. Il permet de stabiliser la Δp à un niveau constant pour la restriction de débit maximum, indépendamment du Δp sur l'ensemble du système. Il est ainsi possible de définir un débit maximum. Il est recommandé de combiner la régulation de débit et de Δp pour les systèmes directs, dans lesquels le débit de chauffage urbain est utilisé pour déterminer le tarif, ainsi que pour les systèmes à pression différentielle 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 chauffage urbain. Plus les variations de température du réseau et de pression différentielle 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
et lorsqu'il est nécessaire de disposer d'une régulation en fonction de la température extérieure.
Régulation thermostatique (HE + ECS)
Un régulateur thermostatique est généralement utilisé dans les systèmes de chauffage urbain dont la température de réseau et la pression différentielle du système varient modérément, et lorsqu'il est nécessaire de disposer d'une régulation de la température de confort à faible charge. Dans cette configuration, il est fréquent de constater une légère déviation de la température (« proportionnelle ») pour les températures HE et ECS.
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 définie 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 Δp (ECS)
La combinaison de la régulation de débit et de la Δp est utilisée dans les systèmes de chauffage urbain dont la température de réseau présente de faibles variations mais dont la pression différentielle est variable ou élevée. En l'absence de régulateur Δp, les variations de pression différentielle 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 Δp 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 différentielle sont constantes.
Lorsque le régulateur détecte un débit du côté secondaire, il ouvre la vanne primaire proportionnellement au débit secondaire. Le régulateur Δp intégré maintient une pression différentielle 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 Δp (ECS)
La combinaison de la régulation du débit, de la température et de la Δp est utilisée dans les systèmes de chauffage urbain dont la température du réseau présente des variations et dont la pression différentielle 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 différentielle 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 Δp maintient une pression différentielle constante sur les vannes de régulation intégrées, ce qui permet de réguler précisément le débit.
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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 effectué. Pour cela, un débit réduit contourne ou traverse l’échangeur de chaleur. En fonction du niveau de confort désiré, différentes méthodes de fonctionnement peuvent être utilisées.
a) Régulateur proportionnel
A faible charge, l’échangeur de chaleur et la ligne d’alimentation sont froids.
b) Régulateur thermostatique
A faible charge, l’échangeur de chaleur et la ligne d’alimentation sont chauds.
Fonctions à charge réduite |
19 |
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.
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 influent sur la demande de chauffage d'un bâtiment. Lors des périodes de froid, le bâtiment nécessite davantage de chauffage, et inversement.
La température étant en constante évolution, il en est de même de la charge thermique nécessaire au réchauffement d'un immeuble. La régulation en fonction de la température extérieure est par conséquent une méthode efficace pour 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 électronique intelligent disposant d'une fonction de régulation en fonction de la température extérieure permet de régler proactivement l'alimentation en chaleur, afin d'assurer le maintien de cette dernière à un point constant, en détectant les variations de température extérieure. À l'inverse, un système de chauffage 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.
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 nécessaire, le régulateur électronique ajuste l'alimentation en chaleur (température de départ) afin de refléter les nouvelles conditions. Le régulateur procédera également à l'ajustement de l'alimentation en chaleur des radiateurs et assurera le maintien des températures ambiantes. L'utilisateur ne se rendra même pas compte que la température extérieure a changé, et il bénéficiera 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 chauffage est élevée bénéficient d'un retour sur investissement particulièrement rapide après l'installation d'un régulateur électronique offrant une régulation
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 chauffage 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 chauffage par radiateur ou par plancher chauffant.
L'écran graphique (A) indique les
Avaleurs 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'effectuent au moyen du bouton multifonction (B).
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23 |
Applications recommandées
Applications recommandées
par type de système de chauffage urbain
24 |
Sélection de l'application |
Guide des
applications recommandées et des alternatives principales
Sélection de l'application
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Système basse température, T ≥ 60 °C |
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( ) = PN10 bar uniquement |
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| <![if ! IE]> <![endif]>systèmedu |
• |
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PN10 bar/T ≤ 90 °C |
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| <![if ! IE]> <![endif]>Caractéristiques |
PN10 et PN16 bar/T < 110 °C |
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PN16 bar/T ≥ 110 °C |
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PN25 bar/T ≥ 110 °C |
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Type d’application |
Systèmes recommandés par Danfoss
Type d'application
Nomenclature
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Application |
Application |
Applications HE et ECS |
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combinées |
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Application |
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de chauffage |
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de chauffage |
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domestique |
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Application |
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domestique |
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avec boucle |
Application |
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Application |
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de chauffage |
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et d'eau |
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de mélange |
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ECS |
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domestique |
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chaude |
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et d'eau |
ECS |
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instantanée |
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raccordée |
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sanitaire |
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chaude |
instantanée |
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indirectement |
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instantanée |
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sanitaire |
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raccordée |
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instantanée |
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indirectement |
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raccordée |
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directement |
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0.1 |
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1.0 |
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1.1 |
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2.1 |
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0.1 |
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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 chauffage urbain auquel l'application est raccordée. En fonction des paramètres du réseau, il est facile de déterminer les applications adaptées au réseau de chauffage 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, afin 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 chauffage, raccordée à un réseau de chauffage urbain dont la température du réseau est de 90 °C et la pression PN16, l’application recommandée est l'application 1.1.
Collectif
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Systèmes centralisés |
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Systèmes de modules d'appartement |
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(•) |
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(•) |
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(•) |
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Application |
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Applications HE et ECS |
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Alimentation centrale vers module d'appartement |
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combinées |
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(pour HE et ECS via des modules d'appartement) |
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Application |
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Application |
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Application |
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de chauffage |
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Application |
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Application |
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de chauffage |
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domestique |
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Application |
raccordée |
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Application |
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raccordée |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Application |
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de chauffage |
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domestique |
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avec boucle |
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raccordée |
indirectement |
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étagée |
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directement |
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de chauffage |
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domestique |
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et d'eau |
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de mélange |
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indirectement |
avec |
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HE et ECS |
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avec boucle de |
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domestique |
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|
avec boucle |
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chaude |
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et d'eau |
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pour |
accumulateur |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
|
instantanée |
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mélange pour |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
raccordée |
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|
de mélange |
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sanitaire |
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chaude |
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l’alimentation |
de chaleur pour |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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raccordée |
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l'alimentation |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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indirectement |
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raccordée |
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instantanée |
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sanitaire |
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de modules |
l’alimentation |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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indirectement |
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des modules |
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|
directement |
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raccordée |
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instantanée |
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d’appartement |
de modules |
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d'appartement |
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indirectement |
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raccordée |
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d’appartement |
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1.F |
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2.F |
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Application recommandée par Danfoss
Principale alternative à l'application recommandée par Danfoss (•) PN10 bar uniquement
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Aperçu |
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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 |
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2.0 |
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2.F |
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2.1 |
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2.2 |
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2.3 |
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1.1.2 |
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0.3 |
3.0 |
3.F |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
1.Applications d'eau chaude sanitaire
La plupart des réseaux de chauffage urbain sont des systèmes en boucle fermée, qui nécessitent une méthode efficace 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 à 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.
0.1Préparation instantanée de l'ECS à l'aide d'un échangeur de chaleur
0.2Préparation de l'ECS à l'aide d'un échangeur et d'un ballon de stockage
0.3Préparation 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 ainsi que de la méthode de régulation, l’échangeur de chaleur et la ligne d'alimentation peuvent être maintenus froids ou chauds lors du fonctionnement à faible charge.
Domaines d'utilisation :
Résidentiel
Collectif
Bâtiments commerciaux
Types de système de chauffage urbain :
PN10 et PN16 bar |
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T ≤ 60 °C |
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PN10 bar |
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T ≤ 90 °C |
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PN10 et PN16 bar |
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T < 110 °C |
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PN16 bar |
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T ≥ 110 °C |
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PN25 bar |
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T ≥ 110 °C |
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Marchés typiques : |
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La plupart des marchés |
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Application recommandée par |
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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.
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.
Istanbul, Turquie : bâtiments résidentiels et commerciaux avec production instantanée d'ECS.
Exemple de régulation électronique
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
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0.1 |
0.2 |
0.3 |
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Type d'application |
Application |
Application |
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Application |
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Ballon |
préparateur |
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ECS instantanée |
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ECS |
ECS |
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Économies sur les coûts d'investissement |
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Économies sur le temps d'installation |
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Économies en termes d'espace |
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Économies en termes d'entretien et de maintenance |
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Performances de rendement énergétique |
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Sécurité opérationnelle du système |
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Confort d'utilisation |
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