Produire son chauffage et son eau chaude

Produire son chauffage et son eau chaude
construire
sa maison
Produire
son chauffage et
son eau chaude
dans une démarche de développement durable
Evaluer l’importance
des différents usages suivant le type de maison
Suivant la performance énergétique de la maison, le choix du système de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire (ECS) ne sera pas le même. En effet, dans une maison respectant la RT 2005 ou le label BBC, le chauffage reste le poste de consommation le plus important, il sera donc nécessaire d’avoir un dispositif de production « performant ». Dans le cas
d’une maison passive, seul un chauffage d’appoint sera prévu pour les périodes de l’année les
plus froides, le reste de l’année le préchauffage de l’air extérieur par la ventilation (VMC double flux ou puits canadien) couplé à la valorisation des apports internes (cuisine, occupants,…)
Consommations d'énergie en fonction du type de maison
Consommations
d'énergie
fonction
du type
de maison
seront
suffisants.
Pourenbien
choisir
son
mode de production
de chauffage et d’eau chaude, il
faut donc d’abord déterminer précisément les besoins auxquels ils doivent répondre.
Consommations d'énergie en fonction du type de maison
150
Consommations en kWh/m2/an
120
150
90
60
30
0
Consommations en kWh/m2/an
Consommations en kWh/m2/an
150
120
90
60
des consommations par usage
Répartition des consommations parRépartition
usage
des consommations parRépartition
usage
--> l'exemple d'une maison RT2005--> l'exemple d'une maison bbc --> l'exemple d'une maison passive
RT 2005
Electroménager/
Eclairage
20 %
Ventilation 2 %
ECS
18 %
BBC30
Chauffage
0
Electroménager/
Eclairage
30 %
90
60
30
0
Ventilation
RT 2005
BBC
30 % Eclairage
Chauffage
Electroménager/
Chauffage
Electroménager/
40 %
40 %
Eclairage
Eau chaude sanitaire
60 %
Passive
120
Chauffage
Chauffage
7%
Ventilation
23 %
ECS
BBC
ECS
CAUE de Loire-Atlantique - novembre 2010
Passive
Chauffage
Ventilation
Passive
Eau chaude sanitaire
Electroménager/ Eclai
Ventilation
20 %
%
Eau10chaude
sanitaire
Ventilation
RT 2005
Electroménager/ Eclairage
Produire son chauffage
Le chauffage est le poste de consommation énergétique le plus important dans une maison
classique (respectant la RT 2005 ou antérieure). Dans une maison BBC, les consommations
peuvent encore représenter jusqu’à 20 ou 30 kWh/m2/an, soit entre 40 et 50 % des consommations totales. Il est donc primordial de bien choisir le système de chauffage de sa maison
et de trouver un dispositif adapté à ses usages. On distingue deux stratégies de chauffage : le
chauffage central et le chauffage pièce par pièce.
Le chauffage central
Dans ce cas, la chaleur est produite à un seul endroit et distribuée ensuite par un réseau relié
à des émetteurs. On distingue plusieurs systèmes de production de chaleur :
• les chaudières :
• Chaudières gaz ou fioul : Il faudra privilégier les chaudières à haut rendement telles
que les chaudières « basse température », et « à condensation » qui consomment peu. Par
ailleurs, le système de chaudière à ventouse présente l’avantage de ne pas nécessiter de
conduit de cheminée puisque les produits de combustion peuvent être directement extraits
en façade. Ces chaudières seront optimisées en étant reliées à un plancher chauffant « basse
température » ou à des radiateurs « chaleur douce ».
• Chaudières bois : il existe des chaudières manuelles telles que les chaudières à combustion inversée, et à tirage forcé, mais également des chaudières à alimentation automatique
dont le rendement est particulièrement intéressant.
• le système solaire combiné (SSC) : ce dispositif utilise des capteurs solaires
thermiques pour transformer le rayonnement solaire en chaleur. Cette chaleur est ensuite
transférée à un fluide caloporteur (« porteur de chaleur »). On distingue deux solutions :
• le fluide alimente un réseau de tubes noyés dans la dalle. La chaleur est stockée dans
la dalle béton et diffusée lentement dans la maison. Ce système est appelé Plancher Solaire
Direct (PSD).
• le fluide réchauffe l’eau d’un réservoir permettant de stocker la chaleur et d’alimenter
un réseau de distribution classique de chauffage central (émetteurs basse température,...). Ce
dispositif fournit également l’eau chaude sanitaire.
Les capteurs peuvent avoir une orientation allant du sud-est au sud-ouest, et une inclinaison
comprise entre 30° et 60° (45° étant optimal). Attention toutefois, ce dispositif peut couvrir
de 25 à 60 % des besoins de chauffage et nécessite donc un système d’appoint : dans le cas
d’une petite maison ou d’une région ensoleillée, cet appoint peut être indépendant (poêle
à bois, convecteurs électriques,…) ; dans le cas d’une grande maison ou d’une région peu
ensoleillée, l’appoint sera de préférence couplé au système (chaudière).
CAUE de Loire-Atlantique - novembre 2010
• les pompes à chaleur (PAC) : elles utilisent la chaleur du sol (géothermie), de l’air
(aérothermie) ou encore de l’eau d’une nappe pour alimenter en chaleur le logement. La chaleur est ensuite distribuée dans toutes les pièces par un émetteur de chaleur de type radiateur
« chaleur douce » ou « plancher chauffant basse température » (tubes noyés dans la dalle, bien
adapté aux grands volumes à chauffer). Elles peuvent également être réversibles et servir de
climatisation pour le logement en été (cette solution ne devant être envisagée que dans de rares cas pour une maison individuelle). Sachez également que les PAC consomment de l’énergie
électrique, elles disposent d’un coefficient de performance (COP) qui indique le rapport entre
la chaleur produite et l’électricité consommée. Dans le cas d’une maison BBC, il est recommandé de choisir des PAC dont le COP annuel est au moins égal ou supérieur à 3,5.
NB : Pour les PAC géothermiques à capteurs horizontaux, pensez à l’impact que cette installation aura sur
l’aménagement de votre jardin sachant qu’on estime la surface de captage nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface
habitable à chauffer et que les arbres doivent se trouver à plus de 2 mètres des capteurs.
Le chauffage pièce par pièce
Dans ce cas, il s’agit de chauffer chaque pièce individuellement grâce à des convecteurs électriques, des panneaux rayonnants, ou un insert bois, par exemple.
• les émetteurs électriques : ils assurent à la fois la production, l’émission de chaleur
et la régulation. Ils permettent de prendre en compte les apports gratuits de chaleur pièce
par pièce (apports internes, ensoleillement,…). On distingue :
• les convecteurs : ils chauffent l’air par convection (l’air froid se réchauffe au contact de
la résistance). Ils sont très consommateurs, sources d’inconfort, et ne doivent pas être envisagés autrement que comme chauffage d’appoint ou pour chauffer les petits espaces
• les panneaux rayonnants : ils émettent la chaleur par une plaque chauffée par une résistance. Ils offrent une bonne sensation de confort.
• les radiateurs à accumulation : ils utilisent un principe de noyau réfractaire chauffé au
moment où l’électricité est moins chère, et rediffusent ensuite la chaleur accumulée. Plus
cher à l’achat, ce système sera plus économique sur le long terme.
• les planchers et plafonds rayonnants : ils communiquent la chaleur aux parois, aux objets
et aux personnes par rayonnement. Ils sont plus appropriés dans le cas de pièces de grande
hauteur.
• le chauffage bois : il existe plusieurs systèmes aux performances variables.
• les cheminées à foyer ouvert : elles sont peu efficaces pour le chauffage de la maison.
L’installation d’un insert permet toutefois d’augmenter leur performance.
• les poêles à bois : les poêles modernes (fonte, réfractaire,…) présentent un rendement
élevé et une autonomie importante.
CAUE de Loire-Atlantique - novembre 2010
Produire
son Eau Chaude Sanitaire (ECS)
Tout d’abord, sachez que la production d’eau chaude peut être couplée au chauffage ou indépendante. Elle peut également être stockée (accumulation) ou instantanée. L’importance de
ce poste de consommation est relativement constant quelque soit le type de maison, puisqu’il
varie entre 18 et 23 % des consommations. On distingue plusieurs dispositifs en fonction des
différentes sources d’énergie :
• les chaudières :
- chaudière gaz ou fioul : ces systèmes peuvent être couplés ou non au chauffage. Ils peuvent
également être instantanés ou à accumulation en fonction du type de besoins.
- chaudière bois : elle permet de fournir l’eau chaude en plus du chauffage de la maison
tout en alliant économies et énergies renouvelables. Elle peut également être couplée à un
système solaire en appoint.
• le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) : il permet de chauffer l’eau grâce au
rayonnement solaire. Les panneaux solaires thermiques transmettent la chaleur à un fluide
caloporteur qui réchauffe l’eau du ballon solaire (stockage). Cette installation peut couvrir 40
à 60 % des besoins (selon la région), et doit donc être couplée à un système d’appoint. Elle
peut également être combinée au dispositif de chauffage, c’est le système solaire combiné
(SSC).
• les Pompes à Chaleur (PAC) : Il existe deux possibilités pour le chauffage de l’eau
chaude sanitaire par PAC : soit le système est couplé à la PAC qui permet le chauffage de la
maison et doit donc intégrer un dispositif d’appoint électrique lorsque celle-ci est à l’arrêt
(lorsqu’elle ne chauffe plus) ; soit le système est indépendant du chauffage et relié sur une
PAC autonome, c’est ce qu’on appelle un chauffe-eau thermodynamique.
• le chauffe-eau électrique : l’eau chaude est produite indépendamment du chauffage
par un chauffe-eau à accumulation électrique (une résistance chauffe l’eau du ballon aux
heures tarifaires « creuses »). Peu économique, ce système peut toutefois servir d’appoint à
un dispositif de production d’eau chaude solaire.
Tableau de synthèse
du solaire
Production moyenne
Dimensionnement de l’installation
Orientation préconisée
Inclinaison
Coût moyen installé (TTC)
Eau chaude solaire
400 kWh/m2/an
1 m2 par personne
Sud (+ ou – 45°)
45° (+ ou – 15°)
1 000 à 1 300 €/m2
CAUE de Loire-Atlantique - novembre 2010
Chauffage solaire
400 kWh/m2/an
1 m2 pour 10 à 15 m2 à chauffer
Sud (+ ou – 30°)
55° (+ ou – 15°)
1 000 à 1 300 €/m2
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