SANITAIRE
Install Magazine 997 – avril 2024
Une nouvelle méthode de calcul pour l’eau chaude sanitaire
Buildwise présente un nouvel outil internet
Fin 2023, Buildwise a finalisé le projet Coock SWW 2.0, qui abordait le dimensionnement des installations d’ECS dans les immeubles résidentiels collectifs. Les résultats ont été présentés fin février à l’occasion d’une journée d’étude. Les chercheurs sont parvenus à une méthode de conception, avec un outil internet associé, permettant de dimensionner les installations d’ECS. Une bibliothèque de schémas hydrauliques a également été créée à cette occasion.
Pourquoi une nouvelle méthode?
En 2018, Buildwise avait déjà achevé un premier projet – Install 2020 - sur le dimensionnement des installations d’ECS collectives. De ce dernier était alors issu une méthode de conception, dont un des éléments centraux était la courbe PV. Celle-ci établissait la puissance nécessaire en fonction du stockage disponible pour des besoins en ECS donnés. Il était alors possible de déterminer la puissance requise pour un débit de puisage donné, en fonction du volume de stockage disponible.
Une étude de l’institut technique français Costic, parue en 2019, est toutefois revenue plus en détail sur les aspects hydrauliques d’une installation ECS. Sur base de cette étude, il est apparu que le concept hydraulique avait bien une influence sur la consommation d’énergie de l’installation. Il n’était donc pas approprié d’utiliser une seule courbe de PV pour tous les concepts : on avait en effet besoin d’une courbe adaptée à chaque configuration hydraulique.
Cette étude a également révélé qu’il n’existait pas de méthode de dimensionnement généralement acceptée sur le marché. Tant en Belgique que dans les pays voisins, il existe différentes méthodes, qui peuvent parfois conduire à des résultats très divergents. Tout cela est à l’origine de la création du projet Coock (pour ‘Collectief O&O en Collectieve Kennisveerspreiding’) avec comme partenaires Buildwise, l’institut EMIB de l’Université d’Anvers et la Haute Ecole Thomas More.
SWW 2.0 part d’une approche multicritères, dans laquelle l’installation d’ECS optimale se situe à l’intersection entre le confort, l’hygiène et l’économie d’énergie. L’objectif consistait à aboutir à une méthode qui varie en fonction du concept hydraulique et des composants. Concrètement, cela se traduit par un outil logiciel pour le dimensionnement et par une série de documents, avec les schémas, contextes et informations sous-jacentes.
Concepts hydrauliques
L’équipe de SWW 2.0 a déterminé six concepts hydrauliques :
Concept de production instantanée complète.
Il s’agit du concept le plu simple et le plus compact : l’eau chaude est produite au moment de l’utilisation. Un tel système doit donc être dimensionné en fonction de la valeur crête ; donc, lorsque des pics plus importants doivent être absorbés, des puissances très élevées peuvent également se révéler nécessaires.
Système semi-instantané avec stockage partiel de l’ECS dans un boiler avec échangeur de chaleur interne.
Dans ce cas-ci, on stocke toujours une certaine quantité d’ECS, mais celle-ci est inférieure à la consommation journalière globale. L’avantage de ce système est qu’il nécessite une puissance calorifique moindre, parce que le boiler est réchauffé entre les crêtes. Le désavantage est qu’il s’agit d’une installation plus complexe.
Système semi-instantané avec stockage partiel d’ECS dans un boiler avec échangeur de chaleur externe.
Il s’agit du même système que le précédent, à l’exception du fait qu’il n’y a pas de serpentin à l’intérieur du boiler, mais que ce dernier est rechargé à l’aide d’un échangeur de chaleur externe. Avantage : il y une meilleure stratification et moins de convection dans la cuve. Il est également plus facile de surdimensionner l’échangeur de chaleur pour absorber ces pics. Inconvénient : l’installation est à nouveau plus complexe.
Système semi-instantané avec stockage partiel d’eau technique et échangeur de chaleur interne.
Ici, l’ECS est réchauffée instantanément dans le serpentin interne lorsqu’on puise de l’eau. Grâce au stockage d’eau technique (et pas d’eau potable), on évite pas mal de complications avec la légionellose.
Système semi-instantané avec stockage d’eau technique et échangeur de chaleur externe.
Ce système est analogue au cas 3 mentionné ci-dessus. L’utilisation d’un réservoir tampon autorise également des puissances inférieures.
Système avec stockage complet.
Dans ce cas-ci, le boiler est dimensionné de manière à couvrir la consommation journalière totale. Cela permet de très faibles puissances de production, mais cela exige toutefois une très grande cuve. Ce système est donc peu utilisé dans les installations collectives.
Outre ces concepts hydrauliques, Buildwise a également réalisé une bibliothèque de symboles et un glossaire, de façon à ce que chacun puisse toujours savoir précisément de ce dont on parle. Il y a par ailleurs des schémas hydrauliques pour les différents concepts, dans la mesure où Buildwise a remarqué que, dans la pratique, les installations ne fonctionnaient pas de manière optimale en raison de composants mal placés.
Outil de dimensionnement
L’outil de dimensionnement en ligne WaterDim est peut-être encore le système le plus pratique. Sur base du concept hydraulique choisi et de l’occupation escomptée, le système fournit la courbe PV idoine. L’occupation est fonction des dimensions des appartements (1-2-3 chambres). Le dimensionnement tient uniquement compte de la taille nominale. Il est tentant de travailler avec l’occupation réelle, mais on risque alors de rencontrer des problèmes si la situation venait à changer.
Par rapport aux méthodes classiques, WaterDim fournit un dimensionnement légèrement plus grand pour les petits immeubles, et un dimensionnement légèrement plus petit pour les plus grands bâtiments. L’estimation de l’occupation est importante : un jeune ménage avec des enfants consommera plus d’eau chaude qu’une veuve isolée. C’est pourquoi, dans WaterDim, on a le choix entre des appartements densément et faiblement occupés. Il est également possible d’introduire différentes températures de départ; 63°C étant la plus basse, en raison de la lutte contre la légionellose. Cet outil est désormais disponible sur le site internet de Buildwise. Les chercheurs invitent tout le monde à l’utiliser et à ensuite partager leurs expériences. Suivront également des vidéos de démonstration des systèmes et des erreurs les plus courantes.
Cet outil représente une étape importante vers des installations d’ECS plus efficaces.
Par Alex Baumans
Schémas: Buildwise
