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P PL LA AN NC CH HE ER R C CH HA AU UF FF FA AN NT T R RA AF FR RA AÎ ÎC CH HI

P PL LA AN NC CH HE ER R C CH HA AU UF FF FA AN NT T R RA AF FR RA AÎ ÎC CH HI IS SS SA AN NT T © SEBTP, 2002 Editeur : SEBTP 6-14, rue la Pérouse 75784 PARIS Cedex 16 ISBN : 2-951-7414-7-2 3 O OB BJ JE ET T Le chauffage par le sol est une technologie aujourd’hui courante dans un grand nombre de nouvelles installations de chauffage. C’est une solution bien maîtrisée et très efficace pour des locaux dans les secteurs du résidentiel et du tertiaire. Mais l’attente des utilisateurs évolue à présent vers la recherche du « confort 4 saisons ». Cette attente est à l’origine du développement des planchers chauffants - rafraîchissants. Cet ouvrage a pour but d’informer et de sensibiliser ses lecteurs à la technique des planchers chauffants - rafraîchissants dans le résidentiel et le petit tertiaire. Il traite particulièrement de la description du système de plancher réversible, des bases du dimensionnement, de la mise en œuvre, des prescriptions, des recommandations et de la réglementation. Il est destiné plus spécialement aux petites entreprises de l’équipement technique du bâtiment. Il peut aussi être présenté à l’utilisateur final afin de lui permettre par exemple de mieux comprendre les avantages et les limites d’un plancher réversible. Il apporte des réponses simples et pratiques à un grand nombre de questions comme : ) Dans quels cas le plancher chauffant – rafraîchissant est-il adapté ? ) Quels sont les avantages à l’utiliser ? ) Quels sont les moyens de lutte contre les problèmes de condensation ? ) Quelles sont les erreurs à ne pas commettre lors de la mise en œuvre ? ) Que doit-on faire en cas d’incidents ? Ce guide de poche a été élaboré par le COSTIC (Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques) grâce aux soutiens et à la participation : • de la FFB, Fédération Française du Bâtiment, • d’EDF, Electricité De France, dans le cadre de leur accord de partenariat. Des représentants des organisations professionnelles : • de l’UCF, Union Climatique de France, • de la FFEE , Fédération Française de l’Equipement Electrique, ont participé à sa réalisation. 5 S SO OM MM MA AI IR RE E G GÉ ÉN NÉ ÉR RA AL L PARTIE 1 : PRINCIPE ET DESCRIPTION ........................... 7 PARTIE 2 : DIMENSIONNEMENT........................................ 31 PARTIE 3 : MISE EN ŒUVRE .............................................. 45 PARTIE 4 : PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS.. 61 PARTIE 5 : POUR EN SAVOIR PLUS.................................. 71 PRINCIPE ET DESCRIPTION 7 P Pa ar rt ti ie e 1 1 : : P PR RI IN NC CI IP PE E E ET T D DE ES SC CR RI IP PT TI IO ON N Présentation du système ....................................... 8 Les schémas de principe ....................................... 10 Les composants du système ................................ 12 • Les systèmes de production................................... 12 • La distribution......................................................... 14 • Le plancher ............................................................ 16 Les avantages du système .................................... 20 Les limites du système........................................... 22 Le phénomène de condensation.......................... 24 • Cas de condensation ............................................. 24 • Quelques définitions............................................... 25 La régulation du plancher réversible.................. 26 • Le principe ............................................................. 26 • Tout ou rien sur PAC.............................................. 28 • Action sur vanne trois voies mélangeuse............... 29 PRINCIPE ET DESCRIPTION 8 P PR RE ES SE EN NT TA AT TI IO ON N Le souci constant d'amélioration du confort en toutes saisons, a conduit au développement des systèmes de planchers chauffants/rafraîchissants aussi communément appelés planchers réversibles. Le plancher chauffant/rafraîchissant assure deux fonctions : le chauffage en hiver, le rafraîchissement en été. Ainsi, avec un fluide chaud, le plancher se comporte en émetteur l'hiver, et avec de l'eau rafraîchie en absorbeur durant l'été. Il consiste principalement en un réseau de tubes noyés dans une dalle d’enrobage et véhiculant une eau dont la température varie selon les besoins et l’usage. La technique du plancher rafraîchissant n’est en aucun cas un dispositif de climatisation mais plutôt un système permettant d’apporter un certain confort en abaissant la température ambiante de 3 à 5 K. PRINCIPE ET DESCRIPTION 9 D DU U S SY YS ST TE EM ME E Le plancher chauffant, ayant une température superficielle de sol supérieure à la température ambiante est un émetteur de chaleur. Température résultante intérieure : Tr = 18 [°C] Température extérieure Te = 0 [°C] Température du sol : Ts = 25 [°C] Flux de chaleur émis : φh=75 [W/m²] Exemple de plancher chauffant Le plancher rafraîchissant, ayant une température superficielle de sol inférieure à la température ambiante est un absorbeur de chaleur. Température résultante intérieure : Tr = 26 [°C] Température extérieure Te = 31 [°C] Température du sol : Ts = 21 [°C] Flux de chaleur absorbé : φh=35[W/m²] Exemple de plancher rafraîchissant PRINCIPE ET DESCRIPTION 10 L LE ES S S SC CH HE EM MA AS S Les schémas suivants illustrent principalement les différentes configurations de circuits en fonction des systèmes de production de chaleur ou de froid. /+ / + Ballon tampon PAC Plancher Collecteur aller Collecteur Retour Circulateur Appoint électrique Exemple de schéma de principe avec une pompe à chaleur (PAC) : mode rafraîchissement Ballon tampon Sonde d’ambiance PAC Régulateur Plancher / + / + Appoint électrique Exemple de schéma de principe avec une pompe à chaleur et un régulateur avec vanne mélangeuse trois voies utilisée en mode rafraîchissement uniquement PRINCIPE ET DESCRIPTION 11 D DE E P PR RI IN NC CI IP PE E Dans les deux schémas ci-contre, les appoints électriques prennent la relève lorsque la PAC ne fournit plus la puissance suffisante pour couvrir les besoins de chauffe (cas de température extérieure très froide). Dans certains cas, le procédé de rafraîchissement ne vient qu’après, en complément d’une utilisation en plancher chauffant. Il s’agit donc d’un piquage sur le réseau existant d’une source froide, et de la mise en place de quatre vannes d’aiguillage deux voies. Source chaude Source froide V1 V2 Chaudière Groupe d’eau glacée Plancher V1, V2 : Vannes d’aiguillage Sonde d’ambiance Régulateur Ballon tampon Exemple de schéma de principe avec un groupe d’eau glacée, une chaudière et une régulation avec vanne mélangeuse trois voies. Un ballon tampon peut être nécessaire (cf. p41). Il évite des séquences trop courtes de marche/arrêt du compresseur usantes et limitant sa durée de vie. PRINCIPE ET DESCRIPTION 12 L LE ES S C CO OM MP PO OS SA AN NT TS S LES SYSTEMES DE PRODUCTION Dans le cas d’un plancher réversible : ) En mode rafraîchissant, on cherche à produire une température d’eau minimum de 18°C. ) En mode chauffant, on cherche à produire une température d’eau avoisinant 35 à 40°C. Les systèmes de production réversibles de chaleur : La pompe à chaleur La pompe à chaleur réversible est le groupe froid le plus communément répandu pour la technique de plancher rafraîchissant, les sources chaude et froide étant fournies par le même appareil. 80% des installations sont équipées de ce système. Dans la majeure partie des cas, il s’agit de PAC air-eau ou eau- eau. Utilisation en mode chauffage d’une PAC air/eau réversible PRINCIPE ET DESCRIPTION 13 D DU U S SY YS ST TE EM ME E Les systèmes de production de Froid : Il s’agit d’installations pour lesquelles le système de production de chaud est indépendant. Le groupe froid Cette technologie doit être installée sur des réalisations de grande importance (500 m²). Elle développe en général des puissances trop élevées pour l’habitat individuel. Le plus souvent, on couple un système d’hydroaccumulation, pour faire marcher en continu le groupe froid à certaines périodes du jour. La fiabilité du matériel satisfait l’ensemble des clients. Echangeur sur nappe phréatique ou puits Quand cela est possible, cette solution présente l’avantage d’un coût assez bas et d’une température d’eau souvent dans la zone 14-18°C. Autres sources Toutes les sources, délivrant une température à 15-16°C, peuvent être utilisées pour rafraîchir un plancher : cela peut être des eaux industrielles, des eaux de process… PRINCIPE ET DESCRIPTION 14 L LE ES S C CO OM MP PO OS SA AN NT TS S LA DISTRIBUTION Le vase d’expansion : Il est obligatoire. Il doit permettre un maintien de la pression du circuit plancher quelle que soit la température de l’eau dans le circuit. Il est placé sur le retour du plancher au générateur (circuit froid). La soupape : La soupape est chargée d’évacuer d’éventuelles surpressions. Elle est tarée à 3 bars. Le manomètre : Il indique, en bars, la pression dans le circuit hydraulique, qui doit se situer, à froid, à 1 bar environ et jamais au-dessus de 2 bars. Il est normal de constater une élévation de pression lorsque le circuit primaire est chaud. La régulation : Indispensable au bon fonctionnement de l’installation, elle assure le confort dans l’habitat aussi bien en été qu’en hiver. Le circulateur : De type « eau glacée » en rafraîchissement, il permet la circulation du liquide caloporteur entre le générateur uploads/Ingenierie_Lourd/ a5-plancher-chauffant-costic-pdf.pdf