Ma méthode pour calculer sois même les déperditions de sa maison (gaz de ville) avant de passer sur

[kitus]

Bonjour,

Je me lance ! je lis régulièrement ce forum, y suis peu actif, alors à mon tour de tenter d'y contribuer utilement.
Sur une maison de 1989 proche de Rennes, je vais passer du gaz de ville (chauffage sur double PC avec production de l'ECS) à une pac.
Face à la faiblesse des moyens engagés par les entreprises d’installation pour dimensionner les pac lors des rencontres à mon domicile, je me suis interrogé comment calculer moi-même la puissance de pac nécessaire et donc connaitre mes déperditions et isolations de la maison.
Pour ce faire, étant donné que ce n’est pas mon domaine, que mes connaissances techniques et scientifiques sont très limitées, j’ai opté pour une démarche simple, facile et empirique, je ne cherche pas à connaitre absolument les chiffres après la virgule, cependant les résultats obtenus me semblent pertinents, peut-être même refléter le « réel de mon habitation » plus qu’un calcul scientifiques et théorique.
En créant ce poste je cherche avant tout à partager ma méthode et avec votre vigilance savoir s’il existe des biais qui fausseraient mes résultats. Je répondrai à toutes vos interrogations
Ma méthode et les relevés qui vont avec ont débutés une saison de chauffe avant de passer sur pac, (l’installation se fera en septembre 2020)
Descriptif du chauffage existant, gaz de ville, chaudière non condensante de 20 ans d’âge en fin de vie, alimentant deux planchers chauffants (1 étage), ecs par la chaudiere gaz avec ballon de 150 litres , régulation 100% loi d’eau.
Pas de chance la saison fut relativement clémente et le froid rare alors que j’avais besoin d’une grande variété de températures extérieures, mais il existe des astuces.
1 ere étape, dissocier conso ecs et chauffage afin de mesurer uniquement les besoins en chauffage : pour cela j’ai simplement installé un interrupteur sur l’auquastat et ainsi empêcher que la production d’ecs puisse se faire pendant les plages de relevé.
Choix des plages de relevés : j’ai une maison bénéficiant de forts apports solaires, nombreuses ouverture sud, sud est, sud ouest et aucunes au nord donc le soleil pouvait perturber les relevés.
Solution, les relevés se feront uniquement de nuit, pas avant 23h et se finiront au plus tard à 7H, avantages : soleil off, ecs off, ne reste que les consommations d’énergie incompressibles en bruit de fond, les habitants sont couchés, précision aucun abaissement nocturne n’est programmé et cerise sur le gâteau, c’est là que j’ai le plus de chance d’avoir des températures négatives et constantes, enfin, le vent est globalement plus faible la nuit que le jour.
Pour sélectionner mes données, ne sont retenues que les nuits où les températures moyennes (station météo à 5 km de la maison) et la température mini de la nuit n’ont pas plus d’un degré de différence et ainsi supprimer les nuits avec de fortes amplitudes.
Résultat malgré un hiver malheureusement anémique, du 5 décembre au 20 février j’ai obtenu une quarantaine de relevés exploitables allant de 14°C à -3.6°C.
Les données que j’ai collecté :
- La température moyenne sur la période de nuit
- la température mini de la nuit
-température départ eau chaudière
- la conso de gaz de ville en M3 et ainsi j’ai calculé le nombre de kw/h consommés. Etant donné la vétusté de ma chaudière et sa technologie, j’ai retenu un rendement réel de 87%, 13% de l’énergie consommée est a priori perdue.
- la température dans la maison, globalement 20.5° sachant que j’ai un petit décalage dans ma pente de quelques dixièmes en moins suivant que les températures extérieures sont de de 14° ou -3.6°, (imperceptible par les habitants)

Me restait à compiler ces infos dans un tableur et l’illustrer par des graphiques facilement interprétables (j’espère que je pourrais les joindre au poste) et à y superposer les courbes de rendement de 3 pac Mitsubishi ecodan en 4, 6 et 8 kw où je souhaite faire ma selection, sachant que je ne veux pas de ballon tampon, mes planchers chauffants contiennent 354 Litres, je ne veux pas d’une pac surdimensionnée mais au contraire une taille optimale, ça ne me dérange pas que de façon exceptionnelle certaines années, pendant quelques jours si il le faut, la résistance électrique prenne le relais.
Comme vous pouvez le constater sur les deux graphiques le nuage de point des données est très linéaire et permet de dégager une courbe de tendance/extrapolation plutôt pertinente
Dans mon département, la température de base pour le chauffage est de -4°C.
Voilà, vous savez l’essentiel, merci après avoir pris connaissance des graphiques de me faire part de vos remarques ou commentaires si vous décelez des erreurs.
Pour conclure, je me dirige vers la pac Mitsubichi ecodan 6 inverter reversible.

Pièce jointe supprime
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[JPL]

Les illustrations doivent être postées dans un format graphique (vif, png, jpg}. Merci.

[kitus]

Oups, une pièce-jointe valide.

[cornychon]

Bonjour,

Pourquoi remplacer le chauffage gaz, par un chauffage PAC ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[kitus]

Bonjour,

Afin d'utiliser une énergie nucléaire sans émission de co2, pourquoi ce qui est plébiscité pour les moyens de locomotion: voitures, trains, vélos, trottinettes électrique... ne devrait pas être appliqué au chauffage ?
C'est tout ce que vous avez retenu de mon poste ?
Les réponses souhaitées à ce sujet concernent la validation ou contestation de ma méthode de calcul des besoins en énergie l'hiver
Je vous saurai gré de ne pas faire de ce sujet un nouveau front anti-pac / pro-pac.

Cdt

[f6bes]

Bjr à toi,
C'est peut etre toi qui t'excite (un peu vite ) sur une QUESTION posée toute simple !
Je ne vois RIEN dans la question de CORNYCHON une quelconque ALLUSION
à :...." .. front anti-pac / pro-pac..."

Faut peut etre pas "inventer" des réponses qui n'ont pas été ..exprimées.
Bonne journée

[cornychon]

Bonjour,

Afin d'utiliser une énergie nucléaire sans émission de co2, pourquoi ce qui est plébiscité pour les moyens de locomotion: voitures, trains, vélos, trottinettes électrique... ne devrait pas être appliqué au chauffage ?
C'est tout ce que vous avez retenu de mon poste ?
Les réponses souhaitées à ce sujet concernent la validation ou contestation de ma méthode de calcul des besoins en énergie l'hiver
Je vous saurai gré de ne pas faire de ce sujet un nouveau front anti-pac / pro-pac.

Cdt

Bonjour,

Merci d’avoir répondu à ma question. J’ai noté que tu remplaces ton chauffage gaz par une PAC, pour utiliser de l’électricité d’origine nucléaire.

Tu souhaites avoir mon avis, sur ta méthode de calcul, qui permet de connaitre les besoins en énergie (chauffage) en hiver, en fonction de la température extérieure. C’est la courbe verte de ton graphique.

Ma réponse :
Une maison a une résistance thermique de conduction globale, entre l’isotherme air intérieur et l’isotherme air extérieur. Nous avons R en °C/W = ∆T air intérieur-air extérieur / Ø flux de chaleur, pertes thermiques.

Ta courbe verte, représente la quantité de chaleur qu’il faut produire, pour maintenir +20°C dans la maison, en fonction de la température extérieure. C’est la courbe que l’on obtient pour une résistance thermique globale proche de 0.005°C/W, et une température intérieure stabilisée à 20°C.

Ta méthode de calcul, est l’application pure et simple de la résistance thermique de conduction
https://fr.wikipedia.org/wiki/Résist..._de_conduction

Elle serait applicable, si on connaissait la résistance thermique globale de conduction des maisons.
Elle n’est jamais donnée, pratiquement impossible à calculer.

Si on la connaissait, il faudrait prendre comme hypothèses, qu’il n’y a aucune masse thermique qui apporte ou retranche de l’énergie, que l’air extérieure est calme, que la température extérieure est stable.
C’est la courbe théorique de consommation, que l’on pourrait obtenir avec une source de chaleur qui a un rendement de 100%. Des radiateurs électriques par exemple.

Avec une PAC, la courbe commencerait à monter. Le COP de la PAC commence à se dégrader à partir des cycles de dégivrage, proche de 0°C.

[florisound]

Je trouve qu’au contraire la réflexion est bien faite.
On dispose de suffisamment de données par temps calme ça été dit au premier poste pour calculer et ce sur toute la plage des températures
Il vient que la pac de 6 kw fait le job et que celle de 4 est insuffisante…
Par contre il faudra intégré les cycles de dégivrage .Surtout a Renne ou il y a de l’humidité.
Les pacs ne fonctionne pas tous de la même manière certaine prennent les calories au bâtiment pour dégivrer alors que d’autre surchauffe.
Il est possible que tu soit trop juste bien avant 0 deg ext.
Donc moi je prendrai la 8 kw.

Pour info j'ai fait la même méthode que toi avec une chaudière fuel sur laquelle je mesurais le tps de fonctionnement...

Cdt

JCB

[kitus]

Bonjour,
Merci pour vos interventions et l'appréciation de ma méthode, concernant la puissance, effectivement j'ai fortement hésité entre la 6 et la 8 Kw, la 8 me semble surdimensionnée dans 100 % des situations, voir même de façon déraisonnable lors des températures positives, le principe qui consiste à avoir une pac exagérément surdimensionnée lors des temperatures positives afin d'être certain d'avoir encore une marge plus que confortable lors des températures négatives me gêne, tout autant que le fait de me cailler si je me suis trompé dans ma réflexion.
Mon idée est que la 6 kw est plus proche des contraintes de ma maison, elle devrait couvrir plus de 80% des plages de températures, ce qui à Rennes correspond à 95% des conditions rencontrées en hiver.
Au sujet de dégivrage il reste de la marge lorsque le cocktail humidité températures proche de zero impliquera des cycles de dégivrage, à priori un delta de 2 kw comme le montre le graphique. Plus 2 kw de résistance électrique, bien que j’espère que le dégivrage la sollicite rarement. Malgré tout cela vous semble insuffisant ?
j'ai pris en compte que la résiliation de mon abonnement de gaz pourra couvrir 36 jours d'une utilisation non stop d'une résistance éléc de 2 kw, je pense même être largement gagnant sur ce poste.
Maintenant mon choix peut encore évoluer, mes connaissances sur l'énergie nécessaire lors des cycles de dégivrage et leur fréquence est plus que lacunaire, je n'ai pas réussi à avoir l'info sur les modalités de dégivrage d'une pac Mitsubishi Ecodan, inversion de cycle ou mise en route d'une résistance éléc.
La maison à une forte inertie, pour info elle fait 320 m3 et consomme 72 kw/m²/an.

[florisound]

Mais ces pacs sont bien toutes a puissance variable ?
Quelles sont les plages d'utilisations ?

[kitus]

Avec le modèle de pac qui à retenu mon attention, sur le graphique, la courbe de puissance des pac, prend en compte la baisse de rendement suivant les températures extérieures avec trois paliers 7°C, -7°C puis -15°C même si mon graphique s’arrête à -10°C.
les pac sont bien à puissance variable, pour une eau de sortie à 35°C (le maxi que j'ai atteint étant 29°C pour -3 extérieur et donc une projection de 31°C pour -7°C extérieur ) la puissance dispo et la conso électrique de l'écodan 6 sont sur la piéce-jointe.

Autre intérêt secondaire de ne pas surestimer la puissance de la pac installée est le gain sur la puissance absorbée par la pac entre la 6 et la 8, sur une saison de chauffe j’estime ce gain à 480 kw/h.

[florisound]

Tu va faire l'ECS avec .
Tu as un lien pour les caractéristiques ?

[kitus]

Oui l'ecs sera faite par la pac, ballon de 150 litres chauffé à 52° avec un cycle anti légionellose par semaine. La production d'eau chaude sera programmée en debut d’après midi lorsque les températures extérieurs sont le plus favorable, c'est déjà ce que je fais depuis 1 an et nous n'avons jamais manqué d'eau chaude.
Le lien de Mitsubishi: https://confort.mitsubishielectric.f...reversible-4-8

[Larzacien]

bonjour, Pas besoin de se creuser la tête pour calculer les déperditions puisqu'elles correspondent à la dépense en chauffage.

Si elle a été achetée il y a peu de temps, comment était le DPE (même si c'est loin d'être une science exacte).

Maison de 1989, elle n'est pas trop mal isolée normalement, même si depuis on fait mieux.

Il faudrait connaître la dépense de gaz en euros/an pour mieux se faire une idée.

Une PAC AIR/EAU doit coûter entre 12000 et 14000 euros, les meilleures tiennent 20 ans, alors vu la dépense, si c'était moi, je resterais au gaz, au moins tant que la chaudière fonctionne. Les soi-disantes économies sont souvent surestimées.

Il serait plus judicieux avec cet argent de chercher à surisoler un peu la maison. Mais ce n'est que mon avis.

Et pourquoi pas, en plus d'améliorer un peu l'isolation, installer un poêle à bois dans le séjour pour se faire une bonne flambée lorsqu'il fait très froid le soir, ou bien carrément un poêle à pellets.

Enfin, comme disait l'autre, je dis ça, je dis rien.

[kitus]

Ben si il faut se creuser un peu la tête , pour une pac il est plutôt indispensable de connaitre la conso maximale nécessaire les jours les plus froids, sans cela comment dimensionner la puissance de la pac à installer ? ce n'est pas un chauffage gaz bois ou pellet où le surdimensionnement n'est pas préjudiciable excepté au portefeuille, je sais que je consomme moins de 10000 KW/H pour le chauffage, Ecs et cuisson, avec cela impossible d'en déduire la puissance de pac à installer.
Le DPE est en B, maison correctement isolée, 20 cm DE GR32 dans les rampants, 50 cm de ouate de cellulose dans les combles perdues, 10 cm de GR32 dans les murs, une double flux... c'est loi d'être parfait mais aucun nouvel investissement susceptible de m'apporter un gain significatif est amortissable
Pour parler chiffres comme évoqué par Lazarcien, sur ma dernière saison de chauffe et ECS j’ai consommé pour 411 € de gaz, auquel il faut ajouter 220€ d’abonnement ET 160 € d’entretiens de la chaudière. Soit 791€, on double presque ! et il faut ajouter la consommation annuelle en électricité de cette vielle chaudière qui est en fin de vie et donne des signes de faiblesse avec ses 2 anciens circulateurs, on arrive à 600 kw/h soit 77 € D’éléc. Donc Un coût annuel de 870 €, là ont fait plus que doubler.
Avec une pac ecodan 6, plus d’abonnement gaz, la pac contient moins de 2 kg de fluide, pas d’entretiens obligatoire et le réaliser sois même, un pro m’a expliqué c’est élémentaire, excepté pour le contrôle des pertes de fluide.

Toutefois, une pac n’est pas amortissable,le coût d'installation n'est pas de 12 ou 14000€ mais de 9000€, avec le désembouage des 2 planchers, (le dernier date de 9 ans) et en conservant le ballon échangeur déjà en place.
L'entreprise qui va procéder à l'installation existe depuis des décennies, elle est référencée officiellement par Mitsubishi sur mon secteur géographique étendu. Comme il est plutôt compétant et sure de lui, il offre d'office 5 ans d’entretien.
Si j’obtiens un gain des charges fixes soit 450 € par ans plus le gain de consommation d’énergie entre la pac et une chaudière gaz non modulante de 20 ans d’âge, ça limite les pertes et sur 10 ans ça paye au moins 60 % de la pac (sans compter les aides).
Reste les pannes hors garantie, ça je ne maîtrise pas, ce sera la bonne ou mauvaise surprise, ma seule façon de m’en prémunir au maximum a été de choisir une marque parmi les plus fiables où lorsque l’installateur est compétant et fait bien son job, elles sont faibles.
Si je donne tous ces détails, c’est que j’ai pu commettre des erreurs ou oublis, n’hésitez pas à me le signaler.
Je ne souhaite pas de poele à bois, pour moi et mon mode de vie,trop de contraintes de fonctionnement et j'aime plus que tout le confort du plancher chauffant.

[cornychon]

Ben si il faut se creuser un peu la tête , pour une pac il est plutôt indispensable de connaitre la conso maximale nécessaire les jours les plus froids, sans cela comment dimensionner la puissance de la pac à installer ?

Bonjour,
Sur ta réponse #11, le tableau donne :
Puissance calorique à -7°C, 5.3 kW
Puissance absorbée 1.79 kW
COP de 2.81
Jusqu'à preuve du contraire, les pertes dues aux dégivrages, en dessous de +7°C, ne sont pas prises en compte

A partir de +5°C et en dessous, le dégivrage est actionné automatiquement. Il est chargé de faire fondre la glace qui se forme contre les ailettes de l’échangeur.
Pour pouvoir pomper de la chaleur dans l’air, l’échangeur se trouve en gros, à 5°C en dessous de l’air ambiant.

Entre deux dégivrages, en fonction des conditions climatiques, les ailettes de l’échangeur, se chargent plus ou moins de givre. Ce givre augmente les pertes de charges de l’échangeur. Avec ces pertes de charges qui augmentent, le point de fonctionnement du ventilateur (de la ventilation) se déplace vers plus de pression et moins de débit d’air. Avec moins de débit d’air, les échanges de chaleur se dégradent. (Le COP se dégrade)

Lors du dégivrage, pour faire simple, la PAC ne s’arrête pas. Pour assurer la fonte de la glace qui se trouve sur l’échangeur, elle envoi dans l’échangeur, la chaleur qu’elle envoyait dans la maison, (Le COP se dégrade)

Dans une journée, la quantité d’eau de dégivrage varie en fonction des conditions météorologiques, mais à la louche, pour des PA de l’ordre de 4 à 5 kW, il faut compter entre 30 et 40 litres d’eau sur 24 h.
A raison d’une chaleur latente de fusion de 334 kJ/kg, il faut 76 W pour faire fondre 1 kg de givre.
40 litres, c’est 76 x 40 = 3 kWh
Pour en gros, 48 dégivrages par 24 h, c’est un gaspillage de 48 x 3 = 144 kWh.

ATTENTION ! ! Il faudrait bien sur pondérer tout ça, en fonction des températures, de l’humidité relative, de la vapeur vésiculaire (gouttelettes en surfusion)
En clair, dans les performances annoncées par les constructeurs, impossible de prendre en compte l’énergie gaspillée lors des givrages, dégivrages.

Il y a au bout du compte quatre COP :

Comme tous les fabricants sérieux, MITSUBICHI donne le COP obtenu à +7°C, pour ne pas raconter des salades sur le gaspillage que donne les périodes de dégivrage. Il fait comme si le dégivrage n’avait rien à voir avec la consommation d’énergie.

Le COP Constructeur (ou commercial) : calculé en laboratoire sur la base d’une température extérieure de 7 °C pour les pompes à chaleur air/air et air/eau, et d’une température d’eau de nappe phréatique de 10 °C pour les PAC eau/eau. Ce n’est donc pas le calcul le plus proche de la réalité.

Le COP Global : calculé en intégrant les consommations d’énergies pour le dégivrage et en tenant compte des auxiliaires et des pertes d’énergies par les réseaux de distribution.

Le COP Annuel : le coefficient le plus important puisqu’il permet d’évaluer la performance annuelle, en prenant en compte tous les auxiliaires, et de mesurer les quantités d’énergie consommées et fournies sur une année.

Le COP Saisonnier (SCOP) : il prend en compte les changements climatiques et de température extérieurs et est calculé sur toute la saison de chauffe.
Le SCOP prend en compte trois climats européens différents. Les villes de référence sont Athènes pour les climats chauds, Strasbourg pour les climats tempérés, et Helsinki pour les climats froids. Bref, rien de bien scientifique. C’est une sorte de doigt mouillé qui arrange les constructeurs. Le SCOP est toujours plus élevé que le COP.
Certains commerciaux, pour venter la marchandise, disent que le SCOP est le nouveau COP.

[kitus]

Merci Cornichon pour ces précisions sur les COPs, cependant l’énergie nécessaire pour le dégivrage que vous avec calculé me semble énorme !
En effet, depuis l’hiver 2013, le maximum de mes besoins journaliers en kwh pour assurer le chauffage et l’ecs ne dépassent pas 136 kwh, il me parait improbable qu’ils puissent plus que doubler si je dois y ajouter les phases de dégivrage lorsque les conditions sont défavorables certains jours.
Le besoin maxi ne serait il pas plutôt 3kwh ?

[cornychon]

Merci Cornichon pour ces précisions sur les COPs, cependant l’énergie nécessaire pour le dégivrage que vous avec calculé me semble énorme !
En effet, depuis l’hiver 2013, le maximum de mes besoins journaliers en kwh pour assurer le chauffage et l’ecs ne dépassent pas 136 kwh, il me parait improbable qu’ils puissent plus que doubler si je dois y ajouter les phases de dégivrage lorsque les conditions sont défavorables certains jours.
Le besoin maxi ne serait il pas plutôt 3kwh ?

Salut,

Commençons par faire le ménage chez moi ! ! !
Ce que tu trouves énorme est effectivement énorme ……..
J’ai indiqué en #16
« « « « Pour en gros, 48 dégivrages par 24 h, c’est un gaspillage de 48 x 3 = 144 kWh. » » » »
C’est une étourderie à supprimer. Dans la démonstration, il faut s’arrêter à la phrase du dessus,
3 kWh pour 24 h

Ce qu’il faut retenir :

Pour connaitre l’énergie utilisée pour faire fondre la glace accumulée sur l’échangeur extérieur, sur une journée de 24h. Il suffit de récupérer les eaux de dégivrage sur 24 h, et multiplier ce nombre de litres par 76 W.


Eau potentiellement condensable sur deux exemples ! !

Périodes très froides, -10°C, air sec :
-10°C, 20% d'HR, sans brume, l'humidité absolue (HA) est de 0.2 g m3 d'air. A ce stade, il n'y a pratiquement pas de givrage. Le dégivrage se met en route, mais pas de glace à faire fondre. Sur 24h, aucune énergie nécessaire pour faire fondre la glace.

En période froide, +5°C, air humide :
+5°C, 90% d'HR, 5 g d'HA.
Une unité extérieure qui absorbe 4000 W, a un débit d’air de (4000/5) / 0.334 = 2395 m3/h
Avec 5 g d’HA, le givrage potentiel (si tout était condensé) est de 2395 x 5 = 12 kg /h et
288 litres /24h.

Nous constatons que:

C'est autour de 0°C, que la quantité de glace à faire fondre est la plus grande.

Par très grands froids, la quantité de glace à faire fondre est plus faible, mais prélever de la chaleur dans un air à -15°C, nécessite plus d'énergie.

[cornychon]

suite:

Ces dernières années, ceux qui ont des chaudières fioul, ont installés des pompes à chaleur air-eau en relève de chaudière.
https://www.abcclim.net/pac-relevage-chaudiere.html

Chez moi, la PAC est « en relève » d’un insert bois de 14 kW
A -5°C, je mets en route mon insert, je coupe la PAC air-air.