dimensionnement des systèmes d'ecs - caleffi.com · dimensionnement des systèmes d'ecs...

www.tetra-sww.be Dimensionnement des systèmes d'ECS

Caleffi academy

Dimensionnement des systèmes d'ECS www.tetra-sww.be

[email protected]

[email protected]

http://www.tetra-sww.be/



mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


Introduction

Évolution de la quote-part de l'ECS dans la

consommation d'énergie totale

Avant

Rapport des besoins énergétiques chauffage <-> eau chaude sanitaire

Aujourd'hui

ECS

CC

ECS

CC


Introduction

Évolution des puissances nécessaires

Chauffage ECS

Habitation classique

Diffé

ren

ce

trop

gra

nd

e

Appareil combiné

Chauffage + ECS

?

Chauffage ECS

pu

issa

nc

e (

kW

)

Habitation basse énergie

Installation de chauffage individuelle


Introduction Évolution des puissances nécessaires

Installation de chauffage collective

30 kW

30 kW

30 kW

30 kW

30 kW

30 kW

30 kW

30 kW

Puissance totale installée

P = 8 * 30 = 240 kW

5 kW

5 kW

5 kW

5 kW

5 kW

5 kW

5 kW

5 kW

Puissance nécessaire pour le CC :

P = 8 * 5 = 40 kW

Puissance nécessaire pour

l'ECS ?


Sélection et dimensionnement

Production et distribution

Distribution

arborescence éventail circulation

Sélection

Production d'eau chaude sanitaire






Distribution


diamètres des tuyaux

Débit de circulation

Sélection

Dimensionnement




Production Distribution




Sélection

Dimensionnement








gaz Électr. Géo/air/

eau/soleil/...

Chauffe-eau instantané réserve

Sélection

Dimensionnement









eau/soleil/...


puissance Volume de stockage

Sélection

Dimen-sionnement









eau/soleil/...



Énergie

Confort (délai, débit, continuité)

Sélection

Paramètres

Dimen-sionnement









eau/soleil/...



Énergie

Sélection

Paramètres

Débits de crête (puissances) Dimen-

sionnement










eau/soleil/...



Énergie

Sélection

Paramètres

Profils de soutirage

Dimen-sionnement



Importance d'un bon dimensionnement

Conséquences d'un mauvais

dimensionnement


Sur-dimensionnement Sous-dimensionnement

Distribution

Perte de confort

Délai plus long (également perte d'eau

supplémentaire)

Risque de débit insuffisant

Perte d'énergie

La déperdition de chaleur via les tuyaux augmente

/

Production

Perte de confort

Seuil de soutirage plus élevé (chauffe-eau

instantané)

Possible à température ou débit insuffisant(e)

Perte d'énergie

Perte de chaleur plus élevée et/ou

Augmentation du nombre de start-stops

/


Différences en termes de normes

◘ Comparaison des normes

Débit de crête


Dimensionnement

Définition des profils de soutirage et des débits de crête

mesures simulations


TEF Tretour

Mesures – Approche

Installation d'ECS collective

Datalogger

Demande d'ECS

mesurée =

énergie utile

+ pertes de soutirage

Tdépart

𝑽 ecs

𝑽 ef

𝑽 circ. compteur d'eau

𝑽 ecs

T ec

Tem


demande d'ECS logement

Mesures

débit de crête

Débit = 0 L/min

Installation d'ECS collective 11 appartements


Demande d'ECS immeuble à appartements

Mesures

V

Installation d'ECS collective 113 appartements


Simulations

◘ Simulation de profils de soutirage d'ECS réalistes à

une tecs de 60° C en fonction de

Taille du bâtiment (nombre d'appartements)

Taille du ménage (nombre de personnes

(chambres?)/appartement)

Points de soutirage présents

▪ Présence et type de pommeau de douche (douche économique,

douche classique, douche de pluie)

▪ Présence d'une baignoire

▪ Autres points de soutirage

Profils de soutirage réalistes


Mesures et simulations

◘ Profils de soutirage d'ECS réalistes à une tecs de 60° C

Output

Installation d'ECS collective (11 appartements)


Différences en termes de normes

◘ Comparaison des normes

Débit de crête ou débit de probabilité



◘ Profil de soutirage par opposition au profil de soutirage cumulatif

(jour)

Modes de représentation

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0

100

200

300

400

500

600

700

0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00

Dé

bit

EC

S (L

/min

)

Co

nso

mm

atio

n c

um

ula

tive

(L)

Temps (hh:mm)



◘ Débit immédiat (L/min) à 60° C Au niveau du point de soutirage

Au niveau de la canalisation collective, du logement, de l'immeuble...

◘ Volume journalier (L/jour) à 60° C

◘ Évolution de la demande d'ECS dans le temps (Profil de

soutirage)

Au niveau du logement – collectif

Répartition des points de soutirage

Lien avec le dimensionnement

Dimensionnement du tuyau de soutirage Dimensionnement d'un chauffe-eau instantané

Dimensionnement d'un chauffe-eau à accumulation

Dimensionnement de la production : semi-accumulation



Interprétation



Courbe cumulative : volume maximal

Interprétation

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 21.600 43.200 64.800 86.400

Co

nso

mm

atio

n c

um

ula

tive

d'E

CS

à 6

0°

C

(L)

Durée (intervalle de mesure) (s)

6

h

12

h

18

h

24

h



Courbe cumulative : définition de la courbe VP


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 21.600 43.200 64.800 86.400

Co

nso

mm

atio

n c

um

ula

tive

d'E

CS

à 6

0°

C

(L)


6

h

12

h

18

h

24

h

Coefficient de direction Débit (L/s)

)TT.(c..VP KWSWWwaterQ

Volume du boiler (900 L)

Rico = débit nécessaire Remplissage du boiler en 24 h

6 h





0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 21.600 43.200 64.800 86.400

Co

nso

mm

atio

n c

um

ula

tive

d'E

CS

à 6

0°

C

(L)


6

h

12

h

18

h

24

h

Coefficient de direction Débit (L/s)

P = 3,4 kW






0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 21.600 43.200 64.800 86.400

Co

nso

mm

atio

n c

um

ula

tive

d'E

CS

à 6

0°

C

(L)


Consommation (L) >

Production (L)

6

h

12

h

18

h

24

h

250 L

P = 3,4 kW

Écart maximal =

Volume tampon nécessaire





0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 21.600 43.200 64.800 86.400

Co

nso

mm

atio

n c

um

ula

tive

d'E

CS

à 6

0°

C

(L)


6

h

12

h

18

h

24

h



Production

◘ Courbe VP

Directives de dimensionnement Collectif

Figure obsolète - Simulation - adapter DIN 4753 et

ISSO 55

130

litres


Dimensionnement production d'ECS

◘ Établissement des courbes VP pour différents

immeubles sur la base des résultats des mesures et des

simulations

◘ Paramètres influençant la courbe VP

Taille du bâtiment

▪ nombre d'appartements

▪ Nombre de personnes par appartement (chambres à coucher)

Présence d'une baignoire

Douche économique <-> Douche standard <-> Douche de pluie

Paramètres pour établir une courbe VP




- 3 personnes par appart

- 1 douche économique - 3 autres points de

soutirage

◘ Influence de la taille du bâtiment sur la courbe VP



◘ Influence du type de pommeau de douche sur la courbe VP


100 appartements

- 3 personnes par appart - 1 douche économique - 3 autres points de

soutirage



◘ Influence de la présence d'une baignoire sur la courbe VP


- 3 personnes par appart - 1 douche économique - 3 autres points de soutirage

100 appartements



◘ Influence des paramètres sur la courbe VP

Taille du bâtiment

▪ nombre d'appartements

▪ Nombre de personnes par appartement (chambres à coucher)

Présence d'une baignoire

Douche économique <-> Douche standard <->Douche de

pluie

Immeubles composés



Dimensionnement de la production

◘ « Contenu énergétique relatif »

Température moyenne de l'eau froide = 10° C

Contenu énergétique « relatif » du ballon d'ECS

𝑄 =𝑐∗𝑚∗ 𝑇

3600

Exemple : boiler de 200 litres ; quel est le contenu énergétique

relatif ?

𝑄 =4,19 ∗ 200 ∗ (60 − 10)

3600= 11,6 𝑘𝑊ℎ

11,6 kWh

Avec: - Q = énergie-contenu [kWh] - c = 4,19 [kJ/kgK] - m = contenu boiler [kg] ou [litre] DT = Tsww – tkw = Tsww - 10 - 3600 [kJ/kWh]



◘ facteur de conversion

Supposons que Tboiler = x °C au lieu de 60 °C, dans ce cas le

contenu nécessaire du ballon d'ECS :

𝑄 =𝑐∗𝑚𝑥∗(𝑥−10)

3600 =

𝑐∗𝑚60∗(60−10)

3600

𝑚𝑥 = 𝑚

60∗(60−10)

(𝑥−10)

Exemple : dimensionnement ballon d'ECS de 200 litres à

60° C ;

quelle taille doit avoir le ballon d'ECS si t = 70° C ?

𝑚70 = 𝑚

60∗(60−10)

(70−10)=

200∗50

60 = 167 litres

Influence de la température de l'ECS sur le volume du boiler



◘ Théorie : boiler parfaitement stratifié

Stratification du ballon d'ECS

ECS

EF

ECS

EF

ECS

EF

ECS

EF

60° C 60° C

10° C

60° C

10° C

60° C

10° C



◘ Pratique : Mélange d'eau chaude et d'eau froide


ECS

EF

ECS

EF

ECS

EF

ECS

EF

60° C




Boiler vertical <-> boiler horizontal


ECS

EF

ECS

EF




Serpentin interne <-> échangeur de chaleur externe


ECS

EF



Démonstration outil de dimensionnement

Outil de dimensionnement ballons de stockage

dimensionnement des systèmes d'ecs - caleffi.com · dimensionnement des systèmes d'ecs...

Documents