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Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technolog

Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 1 sur 34 Choix de la régulation Il est peu cohérent d'installer une nouvelle chaudière sans y associer une régulation performante qui valorise les capacités des nouvelles chaudières et permet un contrôle précis de la température ambiante.  La régulation des chaudières  La régulation de la distribution  La régulation locale  L'emplacement des capteurs  L'intermittence et la dérogation  Analogique ou digital ?  Fonctions annexes  Gestion Technique Centralisée (GTC) ?  Synthèse : les 6 principes de base  Cas particulier des petits bâtiments La régulation des chaudières Réduire les pertes des chaudières Adapter la température de l’eau Autrefois, la logique de base était la suivante : puisque l’on ne savait pas à quel moment il y aurait des besoins de chaleur (demande de la zone nord, du ballon d’eau chaude sanitaire, ...), la chaudière était maintenue sur son aquastat à température élevée en permanence. Les pertes étaient élevées, les chaufferies étaient surchauffées, idéales pour faire sécher un vêtement détrempé ! Pour les chaudières gaz atmosphériques, la perte de rendement était importante car le foyer, surmonté de la cheminée, se refroidissait en permanence ! Ces 20 dernières années, une amélioration est apparue : la température de maintien de la chaudière est liée à la température extérieure. On parle d’une régulation glissante sur sonde extérieure. La chaudière est réglée à 80° en janvier et à 50° en avril, sauf si une limite basse est prévue pour les besoins de l’eau chaude sanitaire ou pour des raisons de condensation. Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 2 sur 34 Aujourd’hui, avec l’apparition de la régulation numérique, une nouvelle logique apparaît : ce sont les circuits consommateurs qui vont définir la température minimale de chauffe. Si le circuit sud demande une température d'eau de 35°C, et le circuit nord de 43°C, la chaudière sera informée qu’une température de 48°C est suffisante. A présent, la régulation numérique peut avertir la chaudière des besoins des consommateurs et la chaudière peut se maintenir à très basse température sans risque de corrosion, si elle est conçue "très basse température". C’est l’énergie qui est gagnante puisque les pertes sont limitées au minimum. Attention, ce type de régulation a ses limites dans certaines situations : Une installation combinée alimentant à partir du même collecteur primaire un échangeur instantané (échangeur à plaques) pour la production d'eau chaude sanitaire. La combinaison de plusieurs chaudières, régulées en cascade, d'une boucle primaire fermée et de circuits secondaires équipés de vannes mélangeuses. Réguler les chaudières et les brûleurs en cascade Si l'option a été prise de :  diviser la puissance à installer en plusieurs chaudières,  choisir des brûleur 2 allures (gaz ou fuel). L’ensemble doit faire l'objet d'une régulation en cascade. Pour en savoir plus sur le nombre de chaudières et sur le type de brûleur à choisir consultez le cours de technologie chauffage : conception d’une chaufferie : le choix de la chaudière. Cette fonction est prévue dans la plupart des régulateurs modernes qui permettent de gérer en cascade plusieurs chaudières équipées de brûleurs à 2 allures. Attention, il ne faut pas perdre de vue que la gestion des chaudières en cascade implique le placement de vannes motorisées sur chaque chaudière et commandées par le régulateur. Protéger les chaudières classiques Si le choix de la chaudière s'est porté sur une chaudière traditionnelle ne pouvant pas travailler en très basse température, il faudra que la régulation soit adaptée aux prescriptions du fabricant de la chaudière. Ces prescriptions sont le plus souvent :  un débit minimal (généralement fixé à un tiers ou à la moitié du débit nominal), Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 3 sur 34  une température minimale de l’eau de retour (généralement 55° ou 60°C). Voici quelques exemples de ce que peuvent imposer les fabricants de chaudières. Circulateur de recyclage Les exigences de débit et de température de retour minimaux sont généralement rencontrées par la présence d’une pompe de charge (ou pompe de recyclage) en by-pass de l’installation ou, mieux, en série avec le générateur. Le débit minimal d’alimentation de la chaudière est assuré, même si les circuits se ferment, et l’eau froide de retour des radiateurs est mélangée à l’eau chaude venant de la chaudière. Pompe de recyclage permettant un débit permanent dans la chaudière et le maintient du température minimale de retour. Commande des chaudières en fonction de la température de départ et de retour Une alternative pour éviter des retours de température trop froids est de choisir un régulateur qui permet une régulation de l'enclenchement des chaudières en fonction de la température de départ et en fonction de la température de retour : le brûleur s'enclenchera si la température de retour ou la température de départ est trop basse. Ouverture progressive des circuits secondaires Mais des risques subsistent le lundi matin, lorsque tous les circuits sont ouverts et envoient vers la chaudière de l’eau à 15°C ! ... Condensations internes corrosives, chocs thermiques, ... peuvent diminuer la durée de vie de la chaudière. On peut dès lors faire mieux : le(s) régulateur(s) de départ des circuits secondaires peuvent limiter leur ouverture de telle sorte que le mélange (by-pass + retour) ne descende jamais sous les Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 4 sur 34 60°C. Le lundi matin, au démarrage de l’installation, les vannes ne laisseront passer qu’un faible débit d’eau vers les radiateurs pour que progressivement toute l’eau de l'installation se réchauffe. Cette fonction est intégrée aux régulateurs actuels. Une sonde à l'entrée de la chaudière empêche la (ou les) vanne(s) de s'ouvrir si cette température descend au-dessous de 55°C, par une priorité sur l'action du régulateur en fonction de l'extérieur. Si la chaudière est coupée complètement durant l'inoccupation du bâtiment, certains fabricants recommandent qu'au démarrage, la chaudière tourne dans "son propre jus" et monte en température, avant de s’ouvrir progressivement vers l’eau du circuit. Cela peut se faire au moyen d'un circulateur et d'une vanne 3 voies par chaudière. Contrôle de la température retour au démarrage de la chaudière au moyen d'une vanne 3 voies et d'un circulateur par chaudière. Le circulateur sera temporisé à pour continuer à évacuer la chaleur de la chaudière après leur arrêt. Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 5 sur 34 Régulation en température glissante avec limite basse De plus, la température de départ de la régulation glissante peut avoir une limite basse afin de s’assurer d’une température de retour suffisante. Conduite d'une chaudière en température glissante avec limitation de la température de départ de la chaudière, pour limiter les pertes de la chaudière et éviter les condensations dans la chaudière. Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 6 sur 34 La régulation de la distribution Découpage des circuits A chaque "zone thermique homogène", son circuit spécifique. C’est le critère essentiel pour une réalisation correcte de la régulation. Idéalement, le découpage hydraulique coïncidera avec la répartition des locaux ayant des besoins similaires,  similaires au niveau des plages horaires d’occupation essentiellement,  similaires dans les sollicitations extérieures (soleil, vent,...), ce qui entraîne bien souvent un découpage par façade,  dans une moindre mesure, similaires au niveau du type d’équipement de chauffage et au niveau de l’inertie du bâtiment. Exemple : Par exemple, dans une école, les locaux de classes et les couloirs attenants peuvent être sur un même circuit : leurs plages d’occupation sont similaires et il suffira de placer des vannes thermostatiques sur les radiateurs pour maintenir 16° dans les couloirs. Par contre, la salle de gymnastique devra disposer d’un circuit distinct si : soit son occupation la distingue du reste de l’école (entraînements sportifs le soir, par exemple), soit son type de corps de chauffe est différent (des aérothermes sont toujours alimentés par de l’eau à haute température). Pierre Dessers Ingénierie thermique – Coordination sécurité. Cours de technologie chauffage ; Régulation : choix du type de régulation Page 7 sur 34 En rénovation, on travaille généralement sur base de circuits de distribution existants. Dès lors, si le découpage des circuits correspond à des zones thermiquement homogènes (un circuit pour les classes, un pour la salle de sports, etc...), une régulation spécifique par zone s’implantera facilement. Si par contre, des modifications nombreuses ont eu lieu depuis la conception du bâtiment et que les fonctions ne se superposent plus aux circuits initiaux, il faudra davantage user d’astuces ... Régulation de chaque circuit Chaque zone thermique est dotée d'une régulation qui lui est propre. Le plus souvent, dans le cas d'un chauffage par radiateur, ce sera uploads/Management/ 05-11-07choix-de-la-regulation 1 .pdf