L`optimisation de la Condensation - ADEME Rhone

L’optimisation de la Condensation :
Comment atteindre les performances
escomptées ?
Intervenants :
Dominique CENA et Hervé SEBASTIA
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Programme
- Principe de la condensation
- Optimisation de la condensation
- La condensation sur les circuits HT° ?
- Commissionnement
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Principe de la condensation
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Principe de la condensation
Combustion
stoechiométrique
Chaleur sensible
jusqu’à 100% PCI
Chaleur
sensible + latente
jusqu’à 111% PCI
T° < T°rosée
1 m³ Gaz Nat.
+
10 m³ Air
CO2 + N2 +
CO2 + N2 +
H2O Vapeur
H2O Condensats
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
L’optimisation de la condensation
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon le combustible utilisé
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Meilleure performance selon le combustible utilisé
Type de combustible
PCS/PCI
T°rosée
Gaz naturel Algérie (Fos)
1.11
59.1°C
Propane commercial
1.08
53.9°C
Fuel domestique
1.07
51.6°C
Condensation gaz naturel :
jusqu’à 11% de gain de rendement
temps de condensation supérieur
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon combustible utilisé
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
η PCI (%)
Combustion stoechiométrique :
η de condensation optimum
T°rosée max
temps de condensation supérieur
sonde O2 pour s’en approcher
Courbe T°rosée
Comb
ustio
n stoe
Rend
emen chiométriq
t opti
mum ue
Com
bus
t
Ren ion ave
dem
c
ent excès
infé
rieu d’air
r
Sans excès d’air
Avec excès d’air
T°fumée (°C)
T°rosée maximale
T°rosée inférieure
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon combustible utilisé
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
Limiter la surpuissance chaudières
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Limiter la surpuissance chaudières
2/3 de surpuissance
54 jours = 23 % des jours sans modulation
99 jours = 43 % des jours sans modulation
Lyon Saison de chauffe Lyon DJU = 2498
54 j
Lyon
99 j
16
16
14
14
nombre de jours
nombre de jours
10 % de surpuissance
12
10
8
6
12
10
8
6
4
4
2
2
0
0
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718
température extérieure en °C
100%
91%
20% mini
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718
température extérieure en °C
0%
Besoins bâtiment
100%
0%
Modulation brûleur
60%
0%
20% mini
Limiter les cycles M/A brûleur = limiter les pertes
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Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
0%
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon combustible utilisé
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
Limiter la surpuissance chaudières
Privilégier un taux de charge brûleur faible
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et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Privilégier un taux de charge brûleur faible
Hypothèses :
50 % de besoins en puissance
T°retour = 35°C
LMU
LMU
50 %
100 %
Soit 50% sur chaque chaudière = cascade parallèle ?
Soit 1 chaudière à 100% = cascade hiérarchique ?
2 chaudières à 50% = 106% PCI
1 chaudière à 100% = 100% PCI
Privilégier une régulation des chaudières en cascade parallèle
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon combustible utilisé
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
Limiter la surpuissance chaudières
Privilégier un taux de charge brûleur faible
Privilégier une température moyenne chaudière faible
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Privilégier une température moyenne chaudière faible
Privilégier une température départ glissante
à une température départ constante
Privilégier un régime de T°
des émetteurs le plus bas
Limiter la surélévation de
température primaire
LMU
LMU
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon combustible utilisé
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
Limiter la surpuissance chaudières
Privilégier un taux de charge brûleur faible
Privilégier une température moyenne chaudière faible
Sélectionner une chaudière à condensation adaptée
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Sélectionner une chaudière à condensation adaptée
Chaudière condensation 2 piquages
Chaudière condensation 3 piquages
Chaudière condensation 4 piquages
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 2 piquages
1
Azurinox
Murale
Modulo Control
2
Adaptées aux circuits
à lois d’eau égales
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 3 piquages
1
2
3
Adaptées aux circuits
à lois d’eau non égales
Varino
Condensinox
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 4 piquages
TOTALECO
1
2
+
3
4
CONDENSECO ou LRK
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
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et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 4 piquages
1
2
Condensagaz
Modulante
3
4
Adaptées à quels types de circuits ?
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
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Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 2 piquages
100 Th
= 116 kW
100 Th = 116 kW
Rendement 97%
40
30
10
m3/h
Retour 52 à 80°C
20
5
m3/h
80
60
80
80
30
5 m3/h
52
7 m3/h
80
20
2 m3/h
5 m3/h
0 m3/h
Loi d’eau température constante
LMU
T°rosée 55°C
Loi d’eau plancher chauffant
90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
-8 -6 -4 -2
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18
0
-8 -6 -4 -2
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18
Circuit non régulé HT° : Aérotherme, CTA, Sous-stat ion, ...
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 4 piquages
100 Th
60
80
Rendement 106%
80
80
5 m3/h
10 m3/h
40
Retour 30 à 20°C
100 Th
30
5 m3/h
60
30
10 m3/h
80
20
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Chaudières condensation 3 piquages
100 Th
100 Th
10
m3/h
Rendement 103% < 4 piquages
30
40
5
m3/h
20
80
60
80
80
60
30
5 m3/h
2 m3/h
0 m3/h
30
20
VC
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Les fondamentaux
Meilleures performances selon combustible utilisé
Se rapprocher de la combustion stoechiométrique
Limiter la surpuissance chaudières
Privilégier un taux de charge brûleur faible
Privilégier une température moyenne chaudière faible
Sélectionner une chaudière à condensation adaptée
Sélectionner une production ECS adaptée
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Sélectionner une production ECS adaptée
ECS
stockage
ECS
Primaire HT°
en demande
continue !!!
VC
bouclage
ECS
EFS
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Sélectionner une production ECS adaptée
LMU
LMU
Stockage secondaire : ecs avec primaire tout ou rien
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Sélectionner une production ECS adaptée
LMU
LMU
Stockage primaire : ecs avec primaire tout ou rien
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Optimisation de la condensation
Synthèse : une chaudière à condensation adaptée
Types de Chaudières condensation
Types de circuits
2 piquages 3 piquages 4 piquages
Lois d’eau égales
Ex : 2 circuits radiateurs
Primaire ECS ToR
Lois d’eau non égales
Ex : 1 radiateur + 1 PCBT
Primaire ECS ToR
Lois d’eau + Hte T° cte
Ex : 1 radiateur + 1 S-station
Primaire ECS continu
!
Lors d’une rénovation, si vous remplacez
une « 4 piquages » par une « 2 ou 3 piquages »,
vous risquez de perdre en performance !
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Lyon, le 15 février 2011
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Construction
La condensation se justifie-t-elle
sur les circuits
haute température régulés ?
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Lyon, le 15 février 2011
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Construction
La condensation sur les circuits HT°
Etude de cas : hypothèses
- Rénovation d’une chaufferie à Lyon (-8°C)
- Radiateurs haute température régime 80/60°C
- Besoins de 230 kW
- 15% de surpuissance
Différence de rendement entre une chaudière :
Haut rendement / Condensation
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
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Construction
La condensation sur les circuits HT°
Calcul du Rendement global annuel en PCI
Lyon DJU = 2498
225/229 jours de condensation !!!
16
Loi d'eau radiateurs
90,00
départ
retour
80,00
→
14
nombre de jours
12
70,00
60,00
T°rosée 55°C
50,00
45°C
10
40,00
30,00
8
20,00
6
10,00
4
0,00
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
→
2
0
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0
100%
1 2
3 4
87%
% modulation brûleur
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
température extérieure en °C
0%
50%
50%
Haut rendement
93,3 % PCI
75%
→
Condensation
104% PCI
25%
100%
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
La condensation sur les circuits HT°
Rendement global annuel en PCI pour d’autres émetteurs
Régime de T°
90/70
80/60
70/50
45/38
Condensation
102.7
104
105.6
107.6
Haut rendement
92.9
93.3
93.6
93.6
Différence
9.8
10.7
12
14
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Commissionnement
Atelier « Points clés de conception et de fonctionnement des installations de production de chaleur »
Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Commissionnement
Précautions à la Mise en Service
Tester la régulation (cascade, priorité ECS, décalage de T°)
Vérifier l’équilibrage des chaudières en cascade
Vérifier la présence d’écoulement de condensats
Repérer les vannes Normalement Fermées
Afficher le schéma de l’installation et les instructions
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction
Nous vous remercions pour votre attention …
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Lyon, le 15 février 2011
Organisé par :
Chambre de l’Ingénierie
et du Conseil de France
Construction