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Le journal du chauffage
et du sanitaire

(n° 31 -
Mai 2005)

Deux groupes en cascade pour une puissance maximale

Dans ce chantier, où une des toutes premières contraintes était la dimension des équipements du  fait d'un accès restreint, l'installateur a proposé une solution en deux groupes de chaudières : l'une dédiée au chauffage, l'autre à l'eau chaude.

 

  

1- La batterie des cinq chaudières Pulsatoire d'Auer de 40 kW chacune est implantée dans un local chaufferie en terrasse.

2- Entre les deux chaudières, cette vanne trois voies Buderus permet de basculer les chaudières dédiées à l'eau chaude sanitaire en fonction chauffage dès que la température extérieure passe sous la barre des 8 °C.

3- L'échangeur à plaques et le ballon de stockage sont montés en parallèle pour assurer une disponibillité d'eau chaude sanitaire optimale. Le ballon est équipé d'une vanne thermostatique qui assure la fonction antilégionelle.

 

4- Jacky Sellier, thermicien et installeur "je savais qu'avec ce matériel, je serais plus cher, mais j'ai fait la proposition d'une solution très technique. Je suis sûr d'obtenir une économie d'énergie de 25% ou 27%."

5- Une chaudière sans son capotage un élément tout inox dont la tête recéle la chambre d'explosion autoalimenté. Les fumées froides sont évacuées par une canalisation en PVC.

La puissance dédiée au chauffage de l'immeuble de 18 appartements est prioritairement assurée par 3 chaudières de 40 kW. Pour l'eau chaude sanitaire, deux chaudières de la même puissance alimentent un échangeur à plaque et un ballon de 300 litres. En cas de grands froids, ces deux chaudières sont aussi affectées à la production de chaleur pour le chauffage.

Obtenir un marché tient parfois à peu de chose. "Pour la rénovation de la chaufferie en terrasse de cet immeuble, le cahier des charges n'était pas figé, indique Jacky Sellier, chauffagiste thermicien à Saleux, dans la Somme. La première difficulté concernait la quasi-impossibilité de gruter quoi que ce soit depuis la rue, ou depuis le jardin". Dans ce quartier de la capitale Picarde, les rues sont en effet plutôt étroite et malaisées à condamner, ne serait-ce qu'une journée. Tel qu'est configuré cet immeuble d'Amiens (Somme) avec sa chauffagerie en terrasse, tout le matériel et les équipements devaient passer par la trappe d'accès à la toiture plane d'une ouverture de 80 cm de coté, en haut d'une échelle. Mais une chaufferie pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire de 18 logements, du F2 au F5, nécessite un matériel important.
Jacky Sellier a donc bâti sa proposition sur une disposition de cinq chaudières Pulsatoire du fabricant  Auer-Gianola, basé à Feuquières en Vimeu (Somme).

D'une puissance unitaire de 40 kW, elles sont montées en cascade. Pour renforcer sa proposition, le thermicien s'est engagé, contractuellement, à dégager une économie d'énergie de 20%, à gradient égal de température, par rapport à la précédente installation. "Je savais qu'avec ce matériel, je serais plus cher, ajoute le thermicien, mais j'ai fait la proposition d'une solution très technique, pour remplacer l'ancienne chaufferie qui était composée d'une batterie de générateurs de 30 kW, en cascade. Et je suis bien sûr d'obtenir une économie d'énergie de 25% ou 27%". La solution technique a consisté à "jouer" sur la régulation des machines Auer, et de les séparer en deux groupes, un premier de trois générateurs avec un maître et deux esclaves, et un second de deux, dont un maître et un esclave.

Au rendement maximum

Le groupe de deux chaudières est dédié en priorité à l'eau chaude sanitaire, et, en complément au chauffage pour les périodes les plus froides ; celui des trois chaudières au chauffage seul. Mais les cinq machines peuvent être mises en route pour le chauffage sur l'ordre du maître chauffage. 
Pour la production d'eau chaude sanitaire le principe de fonctionnement est le suivant . A la demande, la chaudière maître se met en marche. Si la demande est supérieure, l'équipement maître commande la mise en route de la chaudière esclave. Elles alimentent en circuit primaire un échangeur à plaques Charot. Un ballon tampon de 300 litres du même fabricant est monté en parallèle. La régulation permet un traitement thermique antilégionelles. La puissance instantanée (hors ballon tampon) est de 80 kW, mais avec un faible différentiel de température entre le primaire et le secondaire. Une capacité suffisante pour les besoins maximums de l'ensemble de l'immeuble.
Jacky Sellier estime qu'ainsi "les chaudières sont en phase condensation entre 80 et 90% du temps, c'est-à-dire à leur rendement maximum". Et ce avec une consommation d'énergie aussi mesurée que possible.
Le principe de gestion des chaudières est le même pour le chauffage. A la demande, la chaudière maître se met en marche, puis peut faire intervenir les chaudières esclaves de rang 2 puis 3. Jusqu'à 120 kW sont disponibles. Si nécessaire le générateur de chauffage maître peut faire appel aux deux chaudières, de rang 4 et 5, dédiées prioritairement à l'eau chaude. La chaufferie dispose alors d'une puissance maximale de 200 kW. "Pour les trois chaudières chauffage, la demande en chauffage est régulée pour démarrer à 18°C - à 18°C extérieur, la fonction non chauffage est automatique -, précise Jacky Sellier. Mais pour les chaudières affectées à la production d'eau chaude, cette régulation pour le chauffage a était fixée à 8°C : tant que la température extérieure est supérieure à 8°C, la chaudière maître en sanitaire ne fonctionne qu'en eau chaude. Les deux maîtres ont une température de régulation de non chauffage différente, et un gradient différent, pour toujours ne mettre en oeuvre que la puissance nécessaire, sans redondance".

Une vanne 3 voies en décharge

Pour cette installation en deux groupes, le collecteur de départ a été scindé par une vanne 3 voies permettant d'aiguiller le fluide primaire des chaudières 4 et 5 vers le système de production d'eau chaude sanitaire avec une priorité totale ECS sur ce groupe. La séquence se déroule de la manière suivante : 
- une chute du point de consigne ECS dans le ballon tampon entraîné par le régulateur de la chaudière maître ;
- une augmentation de la température départ primaire du groupe 4 et 5 vers l'échangeur à plaques ;
- le démarrage de la pompe primaire ; 
- la rotation de la vanne 3 voies en position "sanitaire".
Dès l'obtention du point de consigne ECS, la vanne 3 voies est repositionnée en chauffage avec arrêt de la pompe primaire. L'eau sanitaire est donc réchauffée dans l'échangeur à plaques instantané, la capacité tampon permettant d'écrêter les points de demandes. Un mitigeur thermostatique assure la parfaite régulation de température ECS vers la distribution à 55°C et permet de maintenir cette température quand la fonction antilégionnelles est activée automatiquement. Dans ce cas l'ensemble échangeur et tampon est porté à une température supérieure à 70°C. Dès que les besoins sanitaires sont satisfaits, le groupe de chaudières 4 et 5 est à nouveau disponible pour assurer les besoins de chauffage en complément du premier groupe... dans la mesure ou la température extérieure est inférieure à 8°C.
L'ensemble fonctionnant toujours à la plus base température possible pour couvrir les besoins tout en favorisant la condensation des gaz brûlés afin d'optimiser les performances des chaudières. Un pot à boues équipé de barreaux magnétiques permet d'éviter l'entartrage en maintenant les particules en suspension dans l'eau de chauffage, de retenir les particules métalliques, soit de piéger les particules amagnétiques en fond de pot à boues par chute de vitesse du fluide. Le fluide caloporteur restant "propre" garantit un bon maintient des performances de l'installation dans le temps. 

Une régulation fine

Selon Jacky Sellier, "Auer a considérablement amélioré la régulation de ses Pulsatoires". Comme toutes les autres machines, les deux équipements "maîtres" disposent ainsi d'une horloge électronique de programmation quotidienne et hebdomadaire, permettant d'assurer des points de consignes confort ou réduit, aussi bien en chauffage que sur le réseau sanitaire qui fonctionne en bouclage. Les commandes peuvent être très fines, par exemple pour ce locataire qui se lève chaque matin à 4h30 (mais peut-être pas en fin de semaine) et veut de l'eau chaude pour sa douche. D'une façon générale, le groupe 1 et 2 contrôle la température de départ chauffage et fonction de température extérieure. 
Le régulateur maître du groupe 1 contrôle également la température ambiante d'un appartement situé au dernier étage. Le thermicien qui n'a réalisé que la chaufferie convient qu'un équilibrage hydraulique et des robinets thermostatiques permettant de récupérer les apports gratuits (le rayonnement solaire dans les appartements) : les robinets pourraient être installés en complément, évitant par exemple à certains appartements d'étage intermédiaire d'être surchauffés à certaines heures de la journée par ensoleillement.
Pour réaliser son installation, Jacky Sellier n'a pas rencontré de problème particulier, la chaufferie étant suffisamment vaste -un peu plus de 15m2- pour loger tous les équipements. L'évacuation des fumées réalisée en tubes PVC d'un diamètre de 63 mm passe dans les anciens conduits -les fumées sortant à très basse température- ces derniers se trouvant à 1.5 mètre des nouvelles chaudières. L'air de combustion est prélevé dans le local chaufferie, ventilé de façon réglementaire. Mais les cinq chaudières auraient pu également être alimentées directement en air extérieur par un montage sur ventouse concentrique. Quant aux condensats de chaque chaudière, ils sont collectés et évacués via le réseau du tout à l'égout.   G.A. 

 

Le chantier

  • Rénovation de la chaufferie d'un immeuble de 18 logements, datant d'une trentaine années, en R+ 4

  • Chaufferie sur terrasse avec trappe d'accès de 80 cm de cotés

  • Délai de chantier 1 mois pour une équipe, dont la dépose de l'ancienne installation et la découpe par oxydécoupage de l'ancien ballon.

  • Montant du marché sur consultation de la copropriété

  • Montant du marché 41000 Euros

L'entreprise 

  • Jacky Sellier SARL, chauffagiste thermicien à Saleux, Somme.

  • Effectif : 17 salariés, dont 3 personnes en bureau d'étude

  • Chiffre d'affaire : 1.5 million 'Euros

 

 

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