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Évaluer l’efficacité énergétique d’une installation de chauffage centralisée

Où part le combustible ? Notion de rendement

L’efficacité énergétique d’une installation de chauffage se traduit par la notion de rendement global d’installation.

Ce rendement représente le pourcentage d’énergie consommée qui est réellement utile au confort des occupants, le complément de consommation servant à compenser les pertes au niveau de la production, de la distribution, de l’émission et de la régulation :

Pertes liées à une installation de chauffage centralisée : cliquez avec le curseur sur les intitulés pour visualiser les différentes pertes.

Ordres de grandeur

Type d’installation	Rendements en % (η_global = η_production x η_distribution x η_émission x η_régulation)
Type d’installation	η_production	η_distribution	η_émission	η_régulation	η_global
Très ancienne chaudière surdimensionnée ou très peu performante, longue boucle de distribution (années 60-70)	75 .. 80 %	80 .. 85 %	90 .. 95 %	85 .. 90 %	46 .. 58 %
Ancienne chaudière bien dimensionnée, courte boucle de distribution	80 .. 85 %	90 .. 95 %	95 %	90 %	62 .. 69 %
Chaudière haut rendement, courte boucle de distribution, radiateurs isolés au dos, régulation par sonde extérieure, vannes thermostatiques, … (années 90 et début 2000)	90 .. 93 %	95 %	95 .. 98 %	95 %	77 .. 82 %
Chaudière mazout à condensation actuelle, bien dimensionnée et qui condense	97 .. 98 %	95 %	95 .. 98 %	95 %	83 .. 87 %
Chaudière gaz à condensation actuelle, bien dimensionnée et qui condense	101 .. 103 %	95 %	95 .. 98 %	95 %	87 .. 91 %

Dans une ancienne installation présentant un rendement global de 50 % (situation extrême), il faut 2 kWh en chaufferie (ou 0,2 litre de fuel, puisque 1 litre de fuel produit 10 kWh) pour 1 kWh utile au confort des occupants.

Dans une installation moderne présentant un rendement global de 90 %, il ne faut plus que 1,1 kWh (ou 0,11 litre de fuel) pour fournir le même kWh.

Ce qui fait pencher le rendement vers 90 %

une nouvelle chaudière qui condense et un nouveau brûleur avec un rendement de combustion voisin de 100 %,
des conduites bien isolées,
un découpage du réseau de tuyauterie conforme aux zones thermiquement homogènes (par façade, par occupation, ..),
la coupure de l’installation en période d’inoccupation,
une régulation locale tenant compte des apports de chaleur gratuits,
…

Ce qui fait pencher le rendement vers 60 %

une chaudière de plus de 25 .. 30 ans, avec un rendement de combustion voisin de 80 %,
une ancienne chaudière gaz atmosphérique,
des conduites en cave non isolées,
des radiateurs logés en alcôve dans un renfoncement du mur extérieur
un circuit hydraulique unique pour tout le bâtiment,
…

Évaluer chacune des pertes

Concrètement, il n’est pas possible de chiffrer le rendement global réel d’une installation de chauffage, certains composants, comme le rendement d’émission ou de régulation ne pouvant être évalués que qualitativement.

Il est cependant possible pour chacune des 4 sources de perte (production, distribution, émission, régulation) d’estimer un potentiel d’amélioration et d’en évaluer l’impact sur la consommation globale.

Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de la production.
Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de la distribution.
Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de l’émission.
Évaluer	Évaluer l’efficacité énergétique de la régulation.

Posted By : 25 Sep, 2007

Auditer rapidement une installation de chauffage

Production de chaleur

Repérer le problème

Projet à étudier

Rentabilité

Le rendement de combustion est-il supérieur :

– à 88 % s’il s’agit d’une ancienne chaudière ?

– à 91 % s’il s’agit d’une nouvelle chaudière ?

– à 98 % s’il s’agit d’une chaudière à condensation ?

Si non, analyse de l’attestation d’entretien :

1. le pourcentage de CO₂ des fumées est-il inférieur à 12% en fuel ou 10% en gaz ?

2. existe-t-il un régulateur de tirage sur la cheminée et est-il correctement réglé ? (Une dépression dans la cheminée > 20 Pa est un indice de tirage trop important).

3. la chaudière est-elle « propre » (pas encrassée) ? (température fumée < 200°C, entretien régulier)

4. la chaudière est-elle exempte de traces d’inétanchéité à l’air ? (fumées noires, rouille le long de la jaquette, vision de la flamme à travers la jaquette)

5. la puissance du brûleur est-elle inférieure à celle de la chaudière ?
(Calculer les puissances à partir de l’attestation d’entretien. Indice d’un brûleur trop puissant : la flamme tape trop fort au fond.
Remarque : la question ne se pose pas pour les chaudières atmosphériques).

6. la ventilation de la chaufferie est-elle suffisante ?

7. la chaudière et le brûleur ont-ils moins de 25 ans ?

La performance doit être améliorée.

Si le rendement reste inférieur à 88% après avoir effectué les améliorations possibles (régler le brûleur, colmater et nettoyer la chaudière, réguler le tirage, diminuer la puissance du brûleur), remplacer le brûleur et/ou la chaudière.

+ + +

Remplacer la chaudière et le brûleur : gain jusqu’à 15 % de la consommation totale.

Remplacer le brûleur : gain de 3 à 10 %.

Placer un régulateur de tirage : de 1 à 3 %.

Diminuer la puissance du brûleur existant (mettre un gicleur de plus petit calibre) : de 1 à 2 %.

La chaudière est-elle une ancienne chaudière gaz atmosphérique ?

Remplacer la chaudière par une chaudière munie d’un brûleur à air pulsé ou d’un ventilateur d’extraction sur les fumées.

+ + +

Investissement rentabilisé en 5 ans si maintien de la chaudière en température.

L’isolant de la chaudière est-il détérioré, voire absent ?

Le corps de la chaudière est-il bien isolé ? entièrement et supérieur à 3 cm ?

La jaquette est-elle froide au contact de la main ? inférieure à 35 °C ?

Réisoler la jaquette.

Remplacer la chaudière.

+ +

Remplacer la chaudière et le brûleur : jusqu’à 15 % de la consommation totale.

Le brûleur est-il à deux allures et ces allures sont-elles bien régulées en cascade ? (ex : consigne d’aquastat de 1^èreallure > consigne d’aquastat de 2^ème allure + 10°C)

Modifier la régulation de l’enclenchement des étages du brûleur.

+ + +

Gain : 2..3 % de rendement.

L’aspiration d’air du brûleur est-elle fermée à l’arrêt ?

Corriger le raccordement électrique du brûleur.

Débloquer le clapet pour qu’il se ferme.

Remplacer le brûleur.

+ + +

Gain : 2 .. 3 % de rendement.

Chaudière surdimensionnée ?

La puissance du brûleur est-elle inférieur à celle de la chaudière ?

Le brûleur est-il trop puissant ? la flamme tape au fond du foyer ?

Rapport consommation [kWh] / puissance [kW] < 1000 h (bâtiment bien isolé) … 1 500 h (bâtiment ancien) ?

Les cycles de fonctionnement du brûleur sont-ils longs ? (sup à 4 min. en hiver) ?

Diminuer la puissance du brûleur (modifier le gicleur en restant dans les limites admises).

Diminuer la puissance chaudière lors du remplacement de la chaudière et/ou du brûleur.

+ + +

Investissement plus faible lors du remplacement.

Si chaudière à condensation, la température de l’eau de retour est-elle < 50°C ?

Améliorer le réseau hydraulique pour valoriser la chaudière à condensation.

Diminuer la vitesse de circulation, éviter les soupapes différentielles, placer des circulateurs à vitesse variable.

Adapter la régulation de la production d’eau chaude sanitaire combinée.

+ +

… 6…% de la consommation de chauffage.

Si l’installation est composée de plusieurs chaudières :

– Sont-elles régulées en cascade ?

– Sont-elles équipées de vannes d’isolement motorisées ? ou d’un circulateur propre avec un clapet anti-retour ?

– le maintien en température de toutes les chaudières est-il évité ?

Réguler les chaudières en cascade

+ +

S’il existe des besoins de chaleur et d’électricité continus et simultanés, sont-ils valorisés par une installation de cogénération ?

Évaluer la faisabilité d’un projet de cogénération

+ +

Distribution de chaleur

Repérer le problème

Projet à étudier

Rentabilité

Les conduites et les vannes traversant les locaux non chauffés en permanence (chaufferie, gaines techniques, faux-plafonds, …) sont-elles isolées ?

Isoler les conduites (ainsi que les vannes) dans les locaux non chauffés en permanence (gaines techniques, faux-plafonds, …).

+ + +

TR = moins d’un an

Gain = 90 % des pertes de la conduite.

La vitesse des circulateurs est-elle trop élevée ?

Par grand froid (T° < 0°C), la différence de température entre le départ et le retour des circuits est-elle > 15°C?

La somme des puissances électriques des circulateurs est-elle inférieure à 2 millièmes de la puissance des chaudières ?

Réduire de vitesse les circulateurs à plusieurs vitesses.

+ + +

gain : … 40…% de la consommation électrique des circulateurs.

Si l’installation est équipée :

de radiateurs avec vannes thermostatiques,
de ventilo-convecteurs avec vannes 2 voies,
ou d’autres unités terminales à débit variable,

la pompe de circulation est-elle à vitesse variable ?

En cas de remplacement de circulateur, placer des circulateurs à vitesse variable.

gain : 40 … 50 % de la consommation du circulateur.

Les locaux en bout de circuit de chauffage sont-ils aussi bien chauffés que les autres ?

Des locaux défavorisés (difficiles à chauffer) ou présentant de problèmes d’inconfort indiquent un problème d’équilibrage du réseau.

Equiper le départ des circuits de vannes d’équilibrage et les radiateurs/ventilo-convecteurs de tés de réglage, puis équilibrer l’installation.

+ +

Amélioration du confort, l’économie dépend de la surchauffe existante pour satisfaire les occupants des locaux mal chauffés (1°C de trop…7 à 8 % de surconsommation).

Le circuit hydraulique est-il découpé par zones de besoins homogènes ? ou faut-il chauffer tout un bâtiment ou toute une zone pour quelques locaux occupés ?

(Circuits séparés en fonction de l’orientation et de l’usage des locaux : horaires d’utilisation, température de consigne, etc.. et régulation distincte par circuit).

Adapter le découpage du réseau aux besoins des locaux et placer une régulation par zone.

Dépend de l’ampleur des zones chauffées inutilement.

Certaines parties du réseau sont-elles corrodées ?

L’appoint d’eau est-il inférieur à 1 litre par kW installé par an ?

Évaluer l’état mécanique du réseau de distribution

Émission de chaleur

Repérer le problème	Projet à étudier	Rentabilité
Les allèges sont-elles isolées ? Les allèges sont-elles vitrées ?	Coller un isolant avec couverture réfléchissante au dos du radiateur	+ + + TR = de 1 à 3 ans
La surface inférieure des planchers chauffant est-elle isolée ?	Placer un isolant sous les planchers chauffant	+ + + TR = de 1 à 3 ans
Les radiateurs sont dégagés et libres d’obstacles ? Les occupants évitent-ils d’encombrer les équipements ?	Libérer les radiateurs des entraves au bon passage et à la bonne diffusion de la chaleur	+ + Effet immédiat!
La température de surface du radiateur est-elle homogène ? est-il chaud en bas et froid en haut ?	Purger l’air présent	+ +
La température de surface du radiateur est-elle homogène ? est-il froid en bas et chaud en haut ?	Augmenter le débit d’alimentation	+ +

Régulation

Repérer le problème	Projet à étudier	Rentabilité
La régulation du chauffage a-t-elle un programme de jour et un programme de nuit ?	Arrêter l’installation de chauffage la nuit et le week-end, avec un contrôle de température par thermostat d’ambiance.	+ + + Gain de 5 à 30 %, suivant la situation de départ.
Le nombre de jours programmables des horloges correspond-il au mode d’occupation des locaux ? (Peut-on faire une programmation différente un jour de semaine et le week-end, peut-on programmer à l’avance les journées de congé, …?).	Remplacer l’horloge afin de pouvoir programmer le fonctionnement de l’installation conformément à l’utilisation du bâtiment.	+ + + Gain de 5 à 15 %.
Les horaires appliqués correspondent-ils réellement à l’occupation ?	Adapter les horaires de la régulation aux horaires d’occupation réels du bâtiment	+ + +
Les circulateurs sont-ils arrêtés lorsqu’il n’y a pas de besoins de chauffage ? (En été, en coupure de nuit,etc., lorsque les vannes mélangeuses sont fermées).	Arrêter les circulateurs lorsqu’il n’y a pas de besoin de chauffage.	+ + Gain de 50 % de la consommation des circulateurs.
La température ambiante de consigne en chauffage est-elle respectée dans les différents locaux ?	Corriger le réglage des courbes de chauffe.	+ + + 1°C de trop…7 à 8 % de surconsommation.
Les radiateurs des locaux ensoleillés ou à forte occupation sont-ils équipés de vannes thermostatiques ?	Placer des vannes thermostatiques dans les locaux où il y a surchauffe.	+ + 1°C de trop…7 à 8 % de surconsommation.
De l’eau est-elle régulièrement ajoutée au réseau ? Le vase d’expansion sonne-t-il « plein » (et non « creux ») ? (Signe d’une fuite de l’installation et, à terme, d’un risque de corrosion).	Remédier à la cause de l’insuffisance d’eau, trouver l’origine de la fuite.	Évite l’ajout d’eau trop fréquent dans la chaudière, entraînant une corrosion de l’installation et une surconsommation due à l’entartrage.

Audit complet avec classement des mesures à prendre ?

L’audit d’un bâtiment existant

Pour le Responsable Énergie

Évaluer (bâtiments non climatisés)

Évaluer (bâtiments climatisés)

Pour l’auditeur (xls)

Caculs (bâtiments non climatisés)

Calculs (bâtiments climatisés)

Energie Plus Le Site

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Ce qui fait pencher le rendement vers 90 %

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