Distribution, équilibrage et régulation du chauffage à ISH 2023
Les nouveaux satellites d’appartement tiennent compte du développement des boucles basse température et transforment la production d'eau chaude.
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Le développement des pompes à chaleur, la difficulté d’installer des pompes à chaleur individuelles en immeubles collectifs, la croissance des réseaux de chauffage urbain pointent vers une renaissance du chauffage collectif à travers l’Europe. Avec cette renaissance, vient un nouvel intérêt pour les solutions techniques de distribution du chauffage, de l’eau chaude sanitaire et même du rafraîchissement par vecteur.
Bref, à ISH 2023, nous voyons la réinvention du satellite d’appartement.
Les fonctions minimales d’un satellite d’appartement à ISH 2023
Les industriels italiens, comme Caleffi et Giacomini, les allemands comme Oventrop et Heimeier, membre du groupe IMI, les danois de Danfoss, Comap, membre du groupe Aalberts, … ainsi que quelques marques nouvelles pour nous, exposaient des satellites d’appartement à ISH.
Leurs fonctions de base sont :
- le raccordement à la boucle issue de la chaufferie avec l’équilibrage nécessaire,
- le comptage de l’énergie de chauffage admise dans l’appartement, grâce à une intégration du débit et du Δt (différence de température entre l’eau qui entre dans le logement et l’eau qui retourne à la boucle collective),
- la régulation – débit grâce à un accélérateur secondaire pour le logement et température grâce à une vanne trois voies – du chauffage du logement,
- la production d’eau chaude sanitaire, le plus souvent grâce à un échangeur à plaques, assisté d’un mini-ballon de moins de 30 litres pour les petits puisages ou bien assisté d’un chauffe-eau électrique instantané.
A ces fonctions de base, les constructeurs ajoutent souvent une clarinette aller-retour pour l’alimentation de boucles de plancher ou de plafond basse température ou même pour l’alimentation hydrocâblée de radiateurs.
Pour comptage d’énergie, Danfoss présente à ISH 2023 son SonoMeter 40, en réalité toute une gamme de compteur d’énergie qui mesurent le débit d’eau par ultrasons et l’écart de température grâce à deux sondes Pt500. Du coup, les SonoMeter 40 comptent aussi bien du chauffage que du rafraîchissement. Ils comportent aussi un mini-calculateur qui convertit ces mesures en énergie consommée. Ils sont disponibles pour des débits de 0,6 à 60 m³/h et communiquent leurs données en M-Bus – le bus standard pour le comptage d’énergie en Allemagne – en wMBus (M-Bus sans fil) et comportent un emplacement libre pour un autre module de communication (ZigBee, etc.).
Chez Danfoss, le satellite d’appartement EvoFlat 4.0 gère le chauffage et la production d’ECS. Il est équipable d’une gestion d’un circuit de chauffage en 2 ou 4 tubes ou d’une gestion de plancher chauffant par clarinette. ©PP
La version EvoFlat Reno du satellite d’appartement Danfoss, comme son nom l’indique, est plutôt conçue pour la rénovation. Il se branche sur une boucle issue d’une chaufferie et distribue le chauffage dans le logement par un réseau bitube. ©PP
Giacomini demeure l’un des grands spécialistes du satellite d’appartement, avec un nombre impressionnant de configurations prémontées. ©PP
Un peu comme les industriels du sanitaire qui veulent offrir un guichet unique pour toute la salle de bains, Giacomini étend son offre. Il montre à ISH la pompe à chaleur monobloc extérieure HPM, disponible en 4 puissances de 6 à 16 kW. Naturellement, elle fait appel au R290 comme réfrigérant. ©PP
Du coup, pour accompagner ses pompes à chaleur réversibles, Giacomini propose également plusieurs gammes de ventiloconvecteurs gainables (KFC-M), en console (5KFC-WD), muraux (KFC-WU) ou même en caniveau (KFC-F). ©PP
Pour fournir un système vraiment complet, Giacomini se lance également dans la ventilation double flux avec récupération de chaleur, grâce aux caisson muraux KHR-Z2 de 140 ou 200 m3/h de débit ou bien aux caissons KHRD-H qui ajoutent la fonction déshumidification et/ou chauffage et rafraîchissement avec des batteries eau/air embarquées. Les taux de récupération de chaleur atteignent 80% pour le caisson KHR-Z2 et 85% pour le KHRD-H. ©PP
Des satellites d’appartement sur des boucles basses température
Si le bâtiment est équipé d’une solution de production de chaleur par pompes à chaleur ou bien raccordé à une distribution locale de chauffage urbain basse température, sa boucle de distribution collective fonctionne également à basse température. Ce qui maximise le rendement des pompes à chaleur, notamment.
Mais, du coup, l’architecture traditionnelle des satellites d’appartement, avec production d’eau chaude sanitaire instantanée par échangeur à plaques, ne convient plus.
Une bonne douzaine d’industriels proposent donc une nouvelle idée à ISH 2023 : le satellite d’appartement avec chauffe-eau électrique instantané. Un échangeur à plaques préchauffe l’eau froide qui alimente le chauffe-eau jusqu’à 35, 40 ou 45°C, selon le fonctionnement de la boucle collective. Le chauffe-eau électrique est donc alimenté en eau préchauffée. Il détecte la température de l’eau en entrée et apporte juste l’énergie nécessaire pour atteindre la température de puisage programmée par l’utilisateur. La plupart des modèles de satellites d’appartement de ce type exposés à ISH, font appel aux chauffe-eau instantanés de l’allemand Clage.
Strawa proposait à ISH 2023 le satellite d’appartement GTA-hybrid, destiné au remplacement des chaudières gaz individuelles, lorsque le bâtiment passe en chauffage collectif. Il comporte un chauffe-eau électrique instantané Clage, un industriel allemand renommé pour ces produits. La température d’eau chaude sanitaire est réglable entre 34 et 45°C. ©PP
Oventrop met en avant son satellite d’appartement Regudis W-HTE, une solution prémontée, qui peut comporter ou pas un chauffe-eau instantané électrique pour fonctionner sur une boucle collective basse température. ©PP
Le français Comap, membre du groupe Aalberts, s’y met également et montrait à ISH de nouveaux satellites d’appartement particulièrement complets : équilibrage de la boucle primaire, comptage, régulation, connectivité, application pour le pilotage depuis un smartphone, production d’ECS, distribution pour plancher ou plafond chauffant avec régulation boucle par boucle, etc. ©PP
Le pilotage à distance des radiateurs
On voyait aussi beaucoup de têtes de robinets de radiateurs motorisées et pilotées à ISH 2023. Elles sont proposées pour permettre le pilotage centralisé depuis une application ou un écran mural du chauffage et, éventuellement, du rafraîchissement pièce par pièce.
En France, ces systèmes offrent en plus un usage spécifique. Nous avons en effet plusieurs millions de logements en chauffage collectif, dans lesquels les radiateurs ne sont pas alimentés par des boucles horizontales logement par logement, mais par des colonnes : chaque radiateur dans le logement est alimenté par une colonne différente. Dans ces conditions, avec des robinets mécaniques traditionnels, il n’est pas possible de programmer le chauffage.
Avec des têtes de robinet motorisées et connectées, en revanche, il est simple d’asservir les têtes de robinet d’un même logement à un thermostat programmable et d’accéder au nirvana de la régulation-programmation centralisée, sans aucune intervention coûteuse sur l’installation hydraulique. On enlève les vieilles têtes, on les appaire à un thermostat-programmable, petite explication pour les occupants du logement et le tour est joué.
A ISH, les différents fabricants qui proposent de tels systèmes choisissent différenters solutions de connectivité. Certains, comme Heimeier ou Caleffi descendent le WiFi directement dans la tête de robinetterie. D’autres comme Resideo – ex-Honeywell mais qui conserve encore quelques temps le droit d’exploiter la marque Honeywell – utilise un protocole de communication sans fil. Mais tous avouent songer à une standardisation sur un protocole sans fil ouvert, ZigBee en général, même s’il existe une telle solution sous enOcean qui présente en plus l’avantage de se passer de pile.
Chez Resideo, la tête motorisée peut soit être programmée directement, soit asservie à une thermostat programmable centralisé. ©PP
Caleffi a choisi le Wifi et fait un effort de couleur pour sa tête de robinet thermostatique sans fil. Il propose aussi une station WiFi pour connecter l’ensemble à la box du logement et permettre un pilotage depuis n’importe quel endroit par une application sur smartphone. ©PP
L'auteur de cet article
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La partie rédactionnelle à propos de têtes thermostatique pourrait s'enrichir d'un produit identique mais qui dipose en plus du confort et du contrôle, du comptage de l'énérgie thermique (kWh) : la VTH3C de chez DOMPilote ! Au plaisir de la présenter !