RT2012 / Projet / Génération / Génération complète

1 Principe

La génération se compose d’un ensemble de générateurs de type et fonction multiples, fonctionnant selon des scénarios de gestion des priorités.

Un assemblage de générateur correspond à la mise en place d'une chaufferie (ou sous-station, ou autre), dans laquelle l'utilisateur dispose de toute les modes d'assemblage offerts par le moteur de la RT2012: Définition de N générateurs, avec ou sans cascade, avec ou sans accumulation, avec ou sans réseaux primaires, etc...

2 Le montage

Si la génération est implémentée au niveau du projet, il faut définir son emplacement (dans un espace tampon ou à l'extérieur).

On appelle génération un ensemble de générateurs fournissant conjointement de l’énergie pour un ou plusieurs usages. La gestion/régulation de la génération réalise à chaque pas de temps la répartition de la demande en énergie sur les différents générateurs associés. La demande en énergie peut provenir :

• des émetteurs des différents groupes, au travers des réseaux de distribution,

• des CTA (préchauffage, prérefroidissement, humidification, antigel), au travers des réseaux de distribution,

• des émetteurs ECS, au travers des réseaux de distribution.

Un générateur peut avoir les fonctions suivantes :

• Chauffage seul,

• Refroidissement seul,

• Production d’ECS seule,

• Chauffage et ECS,

• Chauffage et refroidissement en alternance.

Les ballons de stockage et leurs équipements associés (base et appoint) sont également vus comme des générateurs du point de vue de la gestion/régulation. Une génération ne peut disposer que d'un seul système d'accumulation par fonction chauffage et ECS. La méthode ne prévoit pas de systèmes à accumulation pour la production de froid.

3 La priorité

Issu du §10.15.1 des règles Th-BCE.

3 modes de gestion/régulation des générateurs entre eux sont disponibles:

• Sans priorité : pour chaque usage, les générateurs sont utilisés simultanément, pour des durées équivalentes. La demande en énergie est repartie entre les différents générateurs au prorata de leur puissance nominale.

• En cascade : un ordre de priorité des générateurs est défini en fonction de leurs performances. Le générateur prioritaire est sollicité jusqu’à sa puissance maximale ; la puissance restante est attribuée au générateur suivant dans la hiérarchie jusqu’à atteindre sa puissance maximale, et ainsi de suite. Les ordres de priorité pour les 3 fonctions de chauffage , de froid et d'ECS sont définis par l'utilisateur directement dans le tableau.

La présence d'accumulation nécessite une gestion en cascade des générateurs, le montage ballon étant toujours défini comme prioritaire.

• Alternance : on sollicite alternativement les différents générateurs (seul ou plusieurs) pour n’utiliser que la combinaison la mieux dimensionnées par rapport à la charge. La priorisation se fait sur la base des paramètres de puissance de chaque générateur. Dans ce mode, les générateurs sont triés par ordre de puissances nominales décroissantes. Par exemple, sur un ensemble de 3 générateurs (le générateur 1 étant le plus puissant) :

4 Les raccordements

Vous devez également définir 2 raccordements:

• le raccordement des générateurs entre eux (§10.17.3.8.1 et 2). Le générateur peut présenter des pertes au cours des pas de temps d’arrêt s’il est connecté de manière permanente à sa génération (gestion avec priorité uniquement). Si le générateur est isolé hydrauliquement, le générateur n’a de pertes que si il a fonctionné au pas de temps précédent, ou au pas de temps actuel.

• le raccordement de la génération aux réseaux de distribution (§10.3). La génération doit être maintenue activée tant qu’au moins un des groupes qu’elle dessert se trouve en saison propre de fonctionnement. Si le raccordement est permanent : il est impossible de condamner un des réseaux de distribution de la génération. Les saisons de chauffage et de refroidissement effectives sont communes à l’ensemble des groupes reliés à la génération. Si l’arrêt de la saison de chauffage (ou de refroidissement) est signalé pour un de ces groupes, il continuera d’être chauffé (refroidi) tant que tous les groupes reliés n’auront pas atteints la fin de la saison de chauffage (ou de refroidissement). S'il est possible de condamner indépendamment les différents réseaux de distribution intergroupes au niveau de la génération, les dates de début et de fin des saisons de chauffage et de refroidissement peuvent donc être différentes pour chacun des groupes reliés à la génération.

5 le tableau de synthèse des générateurs

En plus des symboles et noms des générateurs, le tableau de synthèse offre des informations sur les générateurs et permet de définir des options:

• permet de visualiser si le générateur à comme fluide aval de l'eau chaude ou non.

Il doit toujours y avoir cohérence de type entre les fluides des générateurs (sur fluide aval air ou eau) pour chaque poste (chauffage, ecs et froid), §10.15.3.1.

• le nombre de générateur identique

• Le mode chauffage . Si le bulbe est présent, le générateur assure la fonction. Si le mode régulation des générateurs est défini en cascade, vous devez ici fournir son ordre de priorité pour le chauffage.

• Le mode refroidissement. Si le bulbe est présent, le générateur assure la fonction. Si le mode régulation des générateurs est défini en cascade, vous devez ici fournir son ordre de priorité pour le chauffage.

• Le mode chauffage . Si le robinet est présent, le générateur assure la fonction. Si le mode régulation des générateurs est défini en cascade, vous devez ici définir son ordre de priorité pour le chauffage.

Les ordres de priorité ne sont pas à définir pour les sources des ballons, la priorité est directement définie en fonction du mode raccordement base ou appoint.

• permet de visualiser si le générateur de type thermodynamique est raccordé à une source amont eau (captage, tour de refroidissement, etc...).

• effectue le lien vers un ventilateur d'extraction. Dans le cas particulier des générateurs thermodynamiques sur air extrait, vous devez ici définir à quel extracteur votre générateur est rattaché.

6 La présence d'accumulation chauffage, ecs ou chauffage+ecs

Une génération avec accumulation est définie comme un montage de ballon avec des sources énergétiques issues des bibliothèques pléiades: générateur à combustion, générateur thermodynamique (associé éventuellement à sa source amont eau),sous-station de réseau urbain ou capteur solaire avec des ballons de stockage.

Ce type de génération est utilisé, par exemple, pour définir un ballon ECS électrique ou thermodynamique, un montage solaire base + appoint,...

Il vous faut en premier lieu sélectionner le type de montage en vous aidant du schéma d'aide.

6.1 Accumulation ECS

Les différents types de stockage ECS, avec ou sans solaire, disponibles sont présentés ci-dessous:

• Chauffe-eau sans appoint, § 11.15

• Chauffe-eau à appoint intégré,§ 11.17 et § 11.16

• Chauffe-eau avec ballon d'appoint séparé, § 11.18 et § 11.19

• Chauffe-eau avec appoint séparé instantané, § 11.20 et § 11.21

• Titre V - CET 275S : il correspond au système de production d’ECS de type chauffe-eau thermodynamique dont l’évaporateur est constitué de deux panneaux aérosolaires plans. (voir ici l'arrêté correspondant.) Il faudra alors renseigner la masque, l’azimuth, l'inclinaison, la présence d'une horloge et le fait que l'équipement soit certifié ou pas.

6.2 Accumulation Chauffage

Les différents types de stockage de chauffage , avec ou sans solaire, disponibles sont présentés ci-dessous:

• Ballon chauffage sans appoint, § 11.15

• Ballon chauffage à appoint intégré,§ 11.17 et § 11.16

• Ballon chauffage avec appoint séparé instantané, § 11.20 et § 11.21

6.3 Accumulation ECS +Chauffage: systèmes solaires combinés

• Système Solaire Combiné avec appoint chauffage indépendant, § 11.25

• Système Solaire Combiné avec appoint chauffage raccordé à l'assemblage, § 11.26

7 Le paramétrage des accumulations

7.1 La base

Dans cet onglet sont définis:

• Les caractéristiques techniques du ballon depuis la bibliothèque
• La source énergétique de base de ce ballon depuis les générateurs définis en bibliothèque. Les types de générateurs sont disponibles ou non disponibles en fonction de la typologie du montage défini dans chaque chapitre de la méthode.

7.2 Régulation de la source de base

Issu du §11.10 des règles Th-BCE.

Ce paragraphe est inexistant pour les accumulations dont le générateur est une boucle solaire car toute la chaleur disponible est injectée dans le ballon(voir plus bas).

Selon le type de gestion de la base(fonctionnement de nuit ou fonctionnement permanent), on autorise ou non le(s) générateur(s) à fournir de l’énergie au ballon entre 5h et 23h (§11.10.3.3).

Le calcul de la puissance requise, §11.10.3.4, est effectué en fonction de la température vue par la sonde du régulateur (définie suivant l'une des 4 zones du ballon) et en fonction de l'hystérésis de la régulation défini à 2°C par défaut. Les zones sont numérotées de 1 à 4 de bas en haut.

Quelque soit le type de ballon, les températures de consigne sont fixées conventionnellement à 55°C.

8 La boucle solaire

Issu du §11.14 des règles Th-BCE.

Vous devez définir les caractéristiques d'intégration:

• azimut (0° = sud; 180° = nord; 270° = ouest et 90° = est),

• inclinaison,

• masque (identique à une paroi du projet)

• nombre de capteurs.

La régulation de la boucle solaire est soit basée sur l’écart de température entre la sortie capteur et la sortie de l’échangeur du ballon (§11.14.3.2.1), soit basée sur un seuil d’ensoleillement fixé conventionnellement à 200W/m².

La présence d'un éventuel échangeur modifie le calcul de la température moyenne de la boucle solaire suivant le §11.14.3.1.1. Si il n'y a pas d'échangeur, cela revient à faire passer l'ECS directement dans le capteur solaire, un calcul différent sera alors effectué §11.14.3.1.2.

8.1 Régulation de la source d'appoint

Issu du §11.11 des règles Th-BCE.

La régulation de l'appoint s'effectue de manière identique à la régulation de base.

Toutefois, pour les appoints de type séparés, l’utilisateur doit également fournir le type de ballon d'appoint depuis la bibliothèque et pour les appoints de type intégrés, l'utilisateur doit fournir la part des zones 3 et 4 et la hauteur relative de l'échangeur d'appoint.

Cette hauteur relative correspond au rapport entre la hauteur de l'échangeur d'appoint depuis le fond de sa zone d'affectation et la hauteur totale restante du ballon.

9 Les températures d'eau

En fonction des usages (chauffage, froid et ECS) assurés par la génération, et pour une génération alimentant des réseaux hydrauliques, il faut compléter les températures de fonctionnement de la génération, §10.15.3.5.9 de la méthode:

En production ECS instantanée, la température de fonctionnement est définie par l'utilisateur.

En chauffage ou refroidissement instantané, cette température de fonctionnement peut être soit constante, soit égale à celle des réseaux distribués. Dans ce deuxième cas, la génération adapte sa température de fonctionnement selon le paramétrage défini au niveau des réseaux de distribution. La période de relance se traduit par un fonctionnement à température maximale.

Pour une génération sur l’air ambiant, la température de fonctionnement retenue est la température d’air moyenne de l’ensemble des groupes desservis.

10 Les réseaux intergroupes chaud et froid (primaires)

En fonction des usages (chauffage, froid ) assurés par la génération, et pour une génération alimentant des réseaux hydrauliques, l'utilisateur peut définir, s'il le souhaite, un ou plusieurs réseaux intergroupes.

Si aucun réseau intergroupe n'est créé, le liens entre les émetteurs (et leur réseaux de groupe) sera effectué automatiquement avec la génération (le réseau intergroupe sera sans pertes).

A chaque pas de temps, l’état du réseau intergroupe hérite des profils de gestion/régulation des différents réseaux de distribution du groupe desservis :

• La température de départ est prise égale au maximum des températures requises au niveau des groupes desservis,

• Le débit total est égal à la somme de l’ensemble des débits effectifs circulant dans les réseaux du groupe desservis,

• La température de retour est la moyenne pondérée par les débits effectifs des différentes températures de retour des réseaux du groupe desservis,

• Le coefficient d’intermittence est pris égal au maximum des coefficients d’intermittence des réseaux du groupe desservis.

On considère trois types de circulateurs possibles : à vitesse constante, à vitesse variable avec différentielle de pression constante, et à vitesse variable avec différentielle de pression variable (§ 10.8.3.5.2.3). Les consommations électriques des pompes sont modulées en fonction des équations 968 de la méthode.

Suivant le §10.9.3.2.1, Les pertes thermiques des réseaux sont déterminées à partir du calcul de la température moyenne des réseaux, des longueurs et coefficients de déperditions linéiques moyens des réseaux dans le volume chauffé et hors volume chauffé.

Pour définir les longueurs et coefficients U moyen des réseaux, vous devez cliquer sur le bouton pour activer la calculette réseau:

La calculette réseau permet de déterminer les valeurs de longueur totale et U moyen des réseaux en fonction des diamètres extérieurs (du tuyau hors isolant) et de la classe d'isolant (suivant la NF EN 12828).

La calculette indique, en fonction de la conductivité de l'isolant, l'épaisseur minimale d'isolant à respecter.

11 Les réseaux intergroupes ECS (primaires

Issu du §11.8 des règles Th-BCE.

Si la génération produit de l'ECS, l'utilisateur peut définir, s'il le souhaite, un ou plusieurs réseaux intergroupes.

Si aucun réseau intergroupe n'est créé, le liens entre les émetteurs ECS (et leur réseaux de groupe) sera effectué automatiquement avec la génération (le réseau intergroupe sera sans pertes).

Le réseau intergroupe d’ECS est maintenu en température afin de réduire le temps d’attente de l’eau chaude aux émetteurs. La consommation d’énergie supplémentaire engendrée par le maintien en température est autorisée par le fait que le confort de l’occupant est significativement amélioré.

Le réseau peut être soit tracé soit bouclé:

• Bouclé. La température de départ de la distribution bouclée est égale à la température maximale demandée par les réseaux secondaires. La température de retour est supposée inférieure de 5 K à la température de départ. Un réchauffeur de boucle peut être mis en place, il compense les pertes du réseau de distribution intergroupe bouclé en fournissant de l’énergie électrique.Pour les usages d’enseignement, nous supposerons que les circulateurs peuvent être arrêtés durant les vacances. Pour les autres usages, le fonctionnement des circulateurs est permanent, pour limiter le risque de développements bactériens.

• Tracé. La distribution collective avec traçage est constituée une conduite d'eau chaude avec un traceur en fonctionnement permanent. Le réseau tracé ne comporte pas de circulateurs. Le traceur ne contribue pas à la génération. Les pertes thermiques sont compensées par le traceur par effet Joule direct et ne sont donc pas ajoutées aux pertes thermiques du réseau de distribution d’eau chaude sanitaire.

La longueur de réseau hors et dans le volume chauffé doit être saisie, il faut également saisir le coefficient U de déperdition linéaire moyen de l'ensemble de ce réseau.

12 Guide pratique de la saisie et de l'optimisation des réseaux

Energies et Avenir (site internet www.energies-avenir.fr) publie un guide pratique RT2012 consacrée à la « saisie et optimisation des réseaux de distribution de chauffage et d’eau chaude sanitaire en résidentiel », afin d’aider tous les intervenants dans l’appropriation du vocabulaire et des nouvelles règles de la RT2012.