N°6 - Comment fournir à l'eau de chauffage la puissance à véhiculer - niv. 3

Pour maintenir sa puissance de chauffage, l'émetteur doit continuellement être alimenté en eau chaude. Pour cela, l'eau en sortie de l'émetteur sera récupérée pour être à nouveau chauffée par un générateur de chaleur (en général une chaudière) avant d'être renvoyée à l'émetteur.
L'eau est ainsi continuellement recyclée dans un circuit que l'on dit "fermé" (par opposition aux circuits d'eau chaude sanitaire que l'on dit "ouverts").

Pour maintenir en température un local dont les déperditions sont de 3 [kW], on pourra donc (en négligeant les pertes de chaleur des tuyauteries).

Installer dans le local un émetteur dont la température et la surface permettent un dégagement de chaleur de 3 [kW],

Raccorder l'émetteur à un circuit dans lequel l'eau, mise en mouvement grâce à un "circulateur", sera refroidie en passant dans l'émetteur avant d'être réchauffée par une chaudière capable de lui fournir 3 [kW] de chaleur.

Démarrez le film ci-dessous (mettre le son) et visualisez une présentation générale des systèmes de chauffage à eau chaude.

Source «Apprendre le chauffage et l’équilibrage sur Simulateur» (Editions Parisiennes).

Question

Q1 Les 3 locaux ci-dessous sont parfaitement identiques et maintenus à la même température de 20 [°C] par 3 émetteurs de chaleur dont les températures et les surfaces sont très différentes.
Sur l'hiver, les consommations d'énergie pour le chauffage de ces 3 locaux seront-t-elle très différentes?
Pourquoi?

déperditions 3 locaux

Non, en 1^ère approche, les consommations d’énergie pour le chauffage de ces 3 locaux seront identiques car ils présentent les mêmes déperditions et sont chauffés à la même température.
Fondamentalement, ce n’est pas le type d’émetteur qui engendre la consommation pour le chauffage, mais les pertes thermiques des bâtiments.

Quel qu’il soit, le système de chauffage, n’a d’autre rôle que de «déverser» dans le bâtiment une quantité de chaleur égale à celle perdue du fait des déperditions. Pour réduire la quantité de chaleur à fournir, il n'y a qu'une vraie solution, diminuer les déperditions et donc bien isoler les parois.

Le fait que dans un des systèmes ci-dessus, il soit nécessaire de monter la température de l’eau à 100 [°C] et seulement à 40 [°C] dans un autre, est une différence en 1^ère approche tout à fait négligeable.
«Vu du coté de la chaudière» ce n’est pas d’avoir dû réchauffer l’eau à 40 ou à 100 [°C] qui est important, mais de devoir rendre à l’eau la quantité de chaleur perdue par les émetteurs.
Bien sûr cette quantité correspond aux déperditions et elle est donc tout à fait identique que l’eau circule à 100 ou à 40 [°C].

A la marge, il y aura cependant quelques différences.
- Si les canalisations traversent des locaux qu'il n'est pas nécessaire de chauffer, les tuyauteries à 100 [°C] perdront inutilement plus de chaleur que si elles véhiculaient de l'eau à 40 [°C]. Sur un hiver, la différence de consommation d'énergie sera cependant très marginale si, à la traversée de ces locaux, les canalisations sont correctement "calorifugées".
- Il sera possible de chauffer un peu moins le local qui dispose d’émetteurs à 40 [°C] car ils seront plus confortables (voir dossier «Les émetteurs de chaleur»).
- L’utilisation d’eau à 40 [°C] permet de disposer de bons rendements de production sur des systèmes tels que les chaudières à condensation et les pompes à chaleur (voir dossier «Chaudière à condensation» et dossier «Pompe à chaleur»).