Régime de chauffage 65/35 ?

[MGTE]

Bonjour,

Je travaille actuellement sur un projet de logements collectifs où la production de chaleur pour le chauffage et l'ECS est assurée par une sous-station.
Le régime d'eau primaire est 70/40 et nous obtenons en secondaire à 65/35.
La température de retour 35°C ne doit pas être dépassée.

Ayant un régime 65/35 en sous-station, je voudrais tout simplement installer des radiateurs qui fonctionnent sur le régime 65/35 afin de respecter la condition de température inférieure à 35°C sur le retour.
Est-ce possible ?

Je vous remercie,
Marine
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[Larzacien]

Bonjour, Il faut aussi penser au problème de l'individualisation des consommations, pour que chacun ne paie qu'en fonction de ce qu'il consomme. L'installation est différente par rapport aux anciennes installations où les radiateurs étaient alimentés en ligne les uns au dessus des autres, par exemple toutes les chambres superposées ensemble, alors que pour individualiser le chauffage, il faut que les installations soient comme pour des chauffages individuels pour pouvoir installer un système de comptage.

Et il peut y avoir des appartements plus ou moins chauffés (souci d'économie ou appartements inoccupés) et je ne parle pas des immeubles dans des lieux de vacance : stations de ski par exemple.

On sait qu'un radiateur chauffe une pièce en perdant sa chaleur, avec l'isolation actuelle qui réduit les besoins énergétiques, il faudra que l'eau arrivant dans le radiateur soit à une température très nettement inférieure à 65°, car l'eau du radiateur ne perdra que très peu de degrés.

Si la pièce est froide (chauffage arrêté pendant un jour ou plus), pour remonter en température, l'eau du radiateur va perdre beaucoup plus de chaleur le temps que la pièce remonte en température.

Il faudrait peut-être un robinet themostatique à la sortie du radiateur pour qu'il ne laisse passer l'eau que lorsqu'elle est au dessous de 35°, au moins on serait certain que le retour respecte la limite de température, et ainsi la chaleur du radiateur "profiterait" bien à la pièce.

Pour ce qui est des calculs, déjà, ce n'est pas ma spécialité, de plus il y a trop de variables.

On imagine que le but c'est une meilleure utilisation de l'énergie pour avoir le meilleur rapport dépense/ chauffage et pour économiser l'énergie.

Il faut espérer aussi qu'on isole bien les tuyaux qui vont de la production de chaleur jusqu'aux logements pour réduire encore les déperditions.

Espérant avoir fait un peu avancer le smilblick...

[MGTE]

Merci pour ta réponse,

Je ne suis pas rentrée dans le détail lors de mon premier message concernant la distribution du réseau de chauffage.
Le réseau part de la sous-station en horizontal et rejoint les gaines techniques palières (une ou plusieurs par cages d'escalier) et monte monte verticalement vers les étages. A partir de ces gaines, on place des nourrices de distribution, un départ sur la nourrice correspond à un appartement, on place sur le départ le compteur d'énergie afin de réaliser l'individualisation des consommations. Chaque départ est ensuite amené à un appartement où une nourrice alimente les radiateurs (un départ = un radiateur).

Les logements étant neuf, ils respectent la RT2012 et sont donc correctement isolés. De même pour le réseau de distribution depuis la sous-station jusqu'aux appartements.
Les logements seront destinés à l'habitat collectif locatif et seront chauffés la majorité de la période hivernale.

Le régime de température 60/40 est aujourd'hui couramment utilisé. C'est pour cette raison que dans mon esprit un régime 65/35 n'était pas spécialement "choquant".

Le circuit de chauffage collectif est équipé d'une pompe à débit variable.

A l'entrée de chaque appartement, on a une vanne deux voies motorisée raccordée au thermostat d'ambiance. Cette vanne permet de réguler le débit disponible pour l'ensemble des radiateurs. Chaque radiateur est équipé d'une tête-thermostatique qui permet de régler le débit maximum dans chaque radiateur et qui permet une régulation terminale.
Le débit en diminuant dans le radiateur permet une chute de température plus importante dans le corps de chauffe. On obtient ainsi un meilleur rendement de l'installation.

Ma question est donc :
Peut-on dimensionner les radiateurs avec un régime d'eau 65/35 afin de répondre aux besoins de chauffage durant la période la plus défavorable (quand il fait le plus froid) et s'assurer que la température de retour soit au maximum de 35°C en toute circonstance (mi-saison par exemple) ?

Merci

[sawai]

Bonjour MGTE, je n'ai pas la réponse à ta question mais plusieurs remarques pour faire avancer le schmilbick :

je voudrais tout simplement installer des radiateurs qui fonctionnent sur le régime 65/35 afin de respecter la condition de température inférieure à 35°C sur le retour.

Normalement tes données de départ pour le dimensionnement des radiateurs sont :
- la température de ta pièce
- la déperdition thermique de ta pièce.
- le régime de température dans le radiateur (65/65)
- le débit nominal dans chaque radiateur, que tu n'a pas mentionné mais que tu dois connaitre à ce stade

Cela suffit pour dimensionner les radiateurs. La condition de retour à 35°C est "incluse" dans le régime 65/35 que tu as toi-même fixé pour le dimensionnement, c'est à dire que si tout se passe comme souhaité, en régime établi etc, tu obtiendra le régime 65/35 souhaité. Mais tu n'as aucune garantie dans le fonctionnement courant ; il faut réfléchir à l'influence des vannes 2 voies, de la pompe et des vannes thermostatiques sur le débit par ex., ou sur les comportements d'usagers en usage réel. D'où la suggestion de Larzacien de mettre des thermostatiques sur le retour de chaque radiateur. Seulement il va y avoir superposition de régulation terminale avec la vanne thermostatique, donc conflit de régulation!!! Sans compter le surcoût... Et de plus il faut voir si cela est courant dans le métier de procéder ainsi. Si ce n'est pas le cas, alors il faut se demander pourquoi et comment on fait dans ce cas.

Le régime de température 60/40 est aujourd'hui couramment utilisé. C'est pour cette raison que dans mon esprit un régime 65/35 n'était pas spécialement "choquant".

Si c'est choquant. Le standard de différentiel de température dans un radiateur est de 20°C, là à 30°C tu sors des clous de ce qui est traditionnellement admis dans la profession. Ça reste juste une convention donc rien ne l'interdit a priori, mais il est toujours dangereux de s'éloigner des conventions surtout si on ne sais pas très bien ce que l'on fait.

Le circuit de chauffage collectif est équipé d'une pompe à débit variable.

Comment est-elle régulée? Sur quelle consigne? Pour être sûr...

Chaque radiateur est équipé d'une tête-thermostatique qui permet de régler le débit maximum dans chaque radiateur

qui régule le débit tout court dans chaque radi. A noter que ces robinets font doublon en un sens avec la vanne 2 voies à l'entrée de chaque appartement. On peut très bien imaginer supprimer ces vannes 2 voies sans modifier le fonctionnement de l'installation ou je me trompe?

Pour finir sur mon impression générale, et je précise avant toute chose que je connais mal les procédés en neuf, le régime en sous-station me parait très contraignant. 70/40 on est sur du basse température, mais pourquoi pas. Quelle en est la raison?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Larzacien]

Bonjour, Je pense que Marine est étudiante et a "un devoir" à faire.

Et dans les études, souvent on est assez éloigné de la réalité, et on idéalise les trucs... Donc, le but est de faire réfléchir et de trouver des solutions.

Peut être qu'un thermostat d'ambiance pourrait faire varier l'arrivée d'eau, et qu'un thermostat sur le retour de l'installation pourrait ralentir ou bloqué si l'eau de retour est à plus de 35°. Moi, je ne vois que ça.

Au lieu d'avoir une chaudière individuelle, on a de l'eau chaude chauffée ailleurs qui arrive. C'est le point de départ.

Quel est le diplôme préparé, si ce n'est pas indiscret ?

[sawai]

Peut être qu'un thermostat d'ambiance pourrait faire varier l'arrivée d'eau, et qu'un thermostat sur le retour de l'installation pourrait ralentir ou bloqué si l'eau de retour est à plus de 35°. Moi, je ne vois que ça.

Bon courage pour expliquer aux résidents qu'ils n'ont pas de chauffage parceque le retour n'est pas assez froid... Concevoir une installation qui n'est pas en mesure d'assurer la fonction de base (chauffer), c'est une faute professionnelle.

[Larzacien]

Bonjour, Visiblement, on est là dans un devoir d'école, comme je l'ai dit plus haut, donc c'est toujours loin des réalités dans ces cas là.
et avec tout ça, on oublie que les utilisateurs ne vont pas tous utiliser le chauffage comme on pourrait s'y attendre.

Certains vont fermer le chauffage ou presque en comptant sur les autres appartements pour le chauffer, même s'ils n'ont que 16° dans le logement, ils économiseront pour se payer la clope (véridique), d'autres qui seront ric rac côté finance, ne chaufferont pas non plus. Il y a les logements inoccupés entre deux locations, et d'autres inoccupés une partie de l'année, donc non chauffés. Alors tout ça, qui se passe dans la vraie vie, risque de perturber le système. Et d'autres se plaindront que ça chauffe mal ou je ne sais quoi.

[SK69202]

A l'entrée de chaque appartement, on a une vanne deux voies motorisée raccordée au thermostat d'ambiance. Cette vanne permet de réguler le débit disponible pour l'ensemble des radiateurs. Chaque radiateur est équipé d'une tête-thermostatique qui permet de régler le débit maximum dans chaque radiateur et qui permet une régulation terminale.
Le débit en diminuant dans le radiateur permet une chute de température plus importante dans le corps de chauffe. On obtient ainsi un meilleur rendement de l'installation.

Meilleur rendement peut être mais pas forcément la température souhaitée.

Si le retour ne doit pas dépasser 35°C avec de l'eau arrivant à 65°C, il faut donc qu'à chaque instant le débit entrant apporte l'énergie perdue par le logement, et ce avec la seul maitrise de l'affichage du thermostat d'ambiance par un locataire....

La température de retour des radiateurs sera celle qui correspondra au mélange de leurs différents retours et à leur température.
Un radiateur en pleine demande fera revenir une quantité d'eau importante assez chaude alors que les radiateurs bien ajusté en puissance, feront revenir peu d'eau assez froide et les radiateurs en démarrage feront venir beaucoup d'eau froide pendant "un certain temps".
Impossible à maitriser surtout avec une eau chaude entrante à débit variable (la pompe de circulation), bref le chaos probable.

[MGTE]

Bonjour,

Merci pour ces réponses, je vais apporter quelques précisions par rapport à vos messages :

Effectivement, je suis bien étudiante, mais le cas de figure est réel. Je me pose beaucoup de question car je ne sais pas bien comment fonctionne les choses réellement et je trouve qu'il est difficile de trouver réponse à ses questions.

Les têtes thermostatiques sont réglées de base avec un débit maximum et ensuite en fonctionnement la tête joue sont rôle et agit sur le débit en le faisant diminuer en fonction des charges thermiques de la pièces.
Je ne pense pas qu'on puisse supprimer la vanne 2 voies en entrée d'appartement sans modifier le fonctionnement de la régulation malgré la mise en place des têtes thermostatiques. La vanne 2 voies est reliées au thermostat et si elle est supprimée on ne peut plus agir sur la température globale du logement. Pour moi, si l'appartement n'est pas en demande de chaleur, la vanne va se fermer, ce qui est d'ailleurs aussi le cas des têtes thermostatiques. Mais cette vanne n'a-t-elle pas aussi un rôle de protection vis-à-vis des têtes ? Les protéger du circulateur en sous-station qui "pousse" l'eau à un débit assez important ?

A priori d'après la doc technique de la pompe de la sous-station, elle s'auto-régule en débit en fonction de la pression du réseau. Donc je suppose que le débit s'auto-adapte en fonction de l'ouverture et fermeture des vannes dans les appartements
Sachant qu'on a aussi une loi d'eau en sous-station je pense

J'ai réalisé un dimensionnement "exemple" de radiateur en partant sur une puissance thermique a apporté de 900W. Avec un régime 65/35 et un radiateur de type 22S 75 1000 (750 mm de hauteur et 1000mm de longueur), j'obtiens un débit de 28.4 l/h. Est-ce TROP faible ?
Pour un régime 60/40, le radiateur serait plus petit 22S 75 900 (900mm de longueur) et aurait un débit beaucoup plus important : 41 l/h.
Je sais que le débit dans un radiateur ne doit pas être trop faible mais je ne sais pas à partir de quand on considère que c'est trop faible.

Merci !

[SK69202]

Pour moi, si l'appartement n'est pas en demande de chaleur, la vanne va se fermer,

Si le TA estime qu'il n'a pas besoin de chaleur la vanne va se fermer, si une pièce n'est pas à la température souhaitée tant pis... Le TA dans la pièce la plus dure à chauffer.

ce qui est d'ailleurs aussi le cas des têtes thermostatiques.

Elles adaptent le chauffage à la pièce, mais si elles ne reçoivent pas d'eau à cause de la vanne, elles s'ouvriront pour rien.

Mais cette vanne n'a-t-elle pas aussi un rôle de protection vis-à-vis des têtes ? Les protéger du circulateur en sous-station qui "pousse" l'eau à un débit assez important ?

Un débit excessif crée du bruit dans les radiateurs, le laminer en amont est une bonne chose, mais le TA fera ce qu'il veut avec la vanne quelques soit le débit de la pompe.

Sachant qu'on a aussi une loi d'eau en sous-station je pense

Un degrés de liberté en plus pour le système, le Chaos.....

[MGTE]

Merci SK69202, comment procèderais-tu sur cette installation afin que le tout fonctionne correctement ?

[SK69202]

1) Je chercherai à savoir à quelle température l'eau arrive au logement, entrée du compteur d'énergie.
2) Je chercherai à savoir où est fabriquée l'eau chaude, dans chaque logement après le compteur d'énergie ou en collectif avec boucle de circulation ?
3) Je chercherai à savoir quels sont les besoins de chaque pièce, RT2012 au sud, ce n'est pas RT2012 au nord.
4) Sans savoir à quelle température et à quel débit l'eau va arriver aux radiateurs, ceux ci sont plutôt difficiles à dimensionner en fonction du besoin de chaque pièces.

[sawai]

Au final, il n'est pas possible de garantir à 100% un retour à 35°C ou moins dans cette configuration, puisqu'il faut d'abord et avant toute chose garantir la température dans les logements alors que la température de départ (65°C) et la puissance à emmètre sont fixées. Mais en dimensionnant les radiateurs en régime établi 65/35 cela donnera déjà une bonne approche. "En moyenne", l'eau de retour sera inférieure à 35°C mais pourra de temps en temps diverger un peu.

[Larzacien]

bonjour, Je pensais aussi à la taille des radiateurs. La puissance d'un radiateur est donnée pour de l'eau circulant à 60°.

Et si on fait varier la température la température varie aussi.

En surdimensionnant un peu les radiateurs, l'eau qu'ils contiennent se refroidirait davantage puisque surface plus grande.

Donc, il suffirait que l'eau arrive à un peu plus de 35 pour qu'à la sortie elle soit à peine à 35°
Peut-être qu'à 40 ou 42°, ça suffirait amplement.

Et on sait que si on arrive à chauffer avec une eau moins chaude, il y a un peu d'économie. De nos jours, le grand souci, ce sont les économies. Un sou et un sou, et en plus il faut sauver la planète.

[SK69202]

Les radiateurs sont donnés pour la puissance de base à 75/65°C et delta de 50°K avec l'air de la pièce à 20°C, pour tous les autres cas, il y a des tables ou des formules de calcul.

C'est un constat sur mes enregistrements de température de retour, les gros delta dans des radiateurs classiques ne se font qu'à puissance très faible, thermostatique en régulation. Pour la pleine puissance, je dois atteindre à peine 30mn de fonctionnement à 20°K de delta radiateur et eau à plus de 60°C pour 8 heures de chauffage, et ma maison n'est pas RT2012.

D'un point de vue utilisateur, la présence d'un compteur d'énergie, me ferait chauffer en permanence à très faible débit (RT2012), le démarrage du chauffage coutera cher, gros débit d'eau très chaude en entrée et gros débit d'eau froide en sortie....

Il y a matière à discussion sur les stratégies possibles pour minimiser la dépense.

[florisound]

Bonjour,

Je comprend pas trop vos inquiétude sur le problème.
Il y a probablement un échangeur en sous station afin d’éviter la contamination d’un réseau sur l’autre.( baisse de pression traitement eau ?).
Les deux circuit sont donc probablement indépendant.

De là il suffit de faire un régulation sur le débit au primaire échangeur avec pour consigne : une température de retour primaire inf a 40 ° et bien sur la température départ secondaire sur une loi d’eau classique.…. (La seul action serait de faire varier le débit au primaire).
Le secondaire lui alimente bien sur les radiateurs.
Si les radiateurs ont bien été dimensionné les deux contrainte seront tenus…

Il faut tenir compte bien sur de l’échangeur qui décale les températures .… d’ailleurs dans l’énoncé on a bien 70/ 40 au primaire et 65 /35 au secondaire.

Si il n’y à pas d’échangeur en sous station on y met une bouteille casse pression.

Facile… on pourrait corser en rajoutant L’ ECS !!

Cdt

JC

[behache]

Bonjour

J'ai réalisé un dimensionnement "exemple" de radiateur en partant sur une puissance thermique a apporté de 900W. Avec un régime 65/35 et un radiateur de type 22S 75 1000 (750 mm de hauteur et 1000mm de longueur), j'obtiens un débit de 28.4 l/h. Est-ce TROP faible ?

Si tu a besoin d'apporter 900Wh avec un chauffage a eau et un régime 62/35 delta de 30°K il n'y a une réponse possible
Débit = Énergie apportée/ Chaleur massique de l'eau /Delta (avec des unités homogènes)
application numérique : [900Wx3 600s]/[4 185J/°K/kg]/30°K = 25,8 kg/h environ 26 l/h
Tu as trouvé qu'un radiateur de taille raisonnable (ce que je ne veux pas essayer de vérifier ici) convenait , c'est un bon point !
Tu poses de fait la question " est-ce qu'un débit calculé et nécessaire peut être inacceptable parce trop faible ? " à des incompétents (moi y compris) en la matière.
Je vais te donner un sentiment que tu pourrais vérifier auprès d'un BE thermique ou d'un fabricant de radiateur :
Si tu as pu déterminer une taille de radiateurs à partir de tes hypothèses sans sortir des limites des données pour lesquelles sont faits les tableaux du fabricants un débit faible doit être sans conséquence fâcheuse dans le radiateur (qu'il est facile de désembouer)
Le problème pourrait se poser dans le réseau de l'appartement car on définit maintenant des vitesses d'eau mini en particulier pour limiter les embouages et qu'on ne peut réduire à l'infini les diamètres des tubes pour des raisons mécaniques.
Mais pourquoi ne pose tu pas la question à ton professeur ?

[SK69202]

Il y a probablement

Les quelques messages de l'auteur renseignent assez peu sur le montage physique, supposer c'est répondre, mais pas à la question.

[mlsth]

As tu un schéma de l'installation projetée, où dois tu tout concevoir ?
Quel est le cahier des charges de ton projet ?

Dans les sous-stations actuelles, les exploitants distributeurs de chaleur essaient d'augmenter la chute de température au primaire pour :
- Diminuer les consommations des pompes
- Augmenter l'éventuelle condensations des générateurs (au niveau de la chaufferie "urbaine" ou centrale), dès lors que le retour atteint les 40°C voire moins (difficile de faire plus bas cependant...)

C'est probablement de là que vient la température de retour secondaire "imposée" à 35°C.

Pour tes radiateurs :
- En pratique, la chute est de l'ordre de 15 à 20 K (20K étant le plus usuel). On évite une chute plus grande que 20K pour limiter l'embouage des radiateurs (chute plus grande = débit plus petit = vitesse plus faible soit on emporte moins les boues car l'eau de l'installation passe moins souvent dans les filtres ou le désemboueur magnétique). On peut avoir une chute plus faible, mais cela augmente le débit et donc les pertes de charge dans les émetteurs et globalement le coût de l'installation (diamètres de canalisation plus importants à puissance égale).
- Il faut alimenter tes radiateurs depuis un circuit secondaire avec vanne 3 voies montée en mélange, et éventuellement piloter la V3V suivant la température de retour. Habituellement on pilote la température de départ sur sonde extérieure, et le thermostat d'ambiance ou les thermostatiques peuvent diminuer voire stopper le débit (cas de servomoteurs tout ou rien).
Il faut vraiment savoir comment l'installation est conçue (modules CIC ? Modules thermiques d'appartement ? autres ?)

Pour ton projet, je suis quand même surpris du 70/40°C au primaire, cela ne peut pas être une condition contractuelle de l'exploitant du réseau. Si par exemple ton bâtiment est super-isolé et que ta saison de chauffe s'arrête avant tous les bâtiments voisins, le primaire tournera avec quasi 0 chute de température au passage dans l'échangeur (sauf cas production ECS). Il s'agit sûrement d'une imposition de régime de dimensionnement du secondaire (et donc des émetteurs) par l'exploitant afin de garantir de bons rendements à son installation, ce qui semble logique : plus tu vas ramener des retours bas au secondaire (par ex : 30°C au retour des radiateurs), plus l'exploitant pourra profiter de la baisse des retours.
En concevant en basse température sur l'ensemble des bâtiments secondaires, l'exploitant peut gagner énormément : certes il devra toujours envoyer une eau qui devra permettre de produire l'ECS en toutes saisons (mini 70°C en été au primaire je pense), mais en faisant baisser les retours il diminue aussi les pertes thermiques de son réseau et donc augmente le rendement global de distribution de celui-ci.

Il est aussi de plus en plus fréquent que l'exploitant du primaire pilote une V2V proportionelle pour abaisser le débit primaire délivré à l'échangeur, dès lors que la température de sortie d'échangeur au secondaire est suffisante. Par exemple, si tu as besoin de 70°C au secondaire, la V2V permettra de limiter le débit primaire au strict nécessaire pour assurer cette température, mais pas plus. Cela permet à l'exploitant de diminuer le débit et donc les consommations de ses pompes, en plus de pouvoir garder de la disponibilité de puissance pour d'éventuels autres clients en demande au même moment.

Le sujet est vaste mais passionant, bon courage !