Comment réduire la consommation d'énergie liée à la production d'ECS collective ?

Bonjour,

Après des relevés mensuels, il apparait dans ma copro (1 000 m3/an ECS pour  55 studios total 1 850 m² privatifs) une consommation gaz de 120 Kwh/m3 ECS = 50% chauffage de 15°C à 55°C + 50% de pertes chaudière (pas de condensation, 87% rendement ??) et du bouclage que nous ne pouvons pas isoler mieux car inaccessible dans gaine sans trappe de visite ! 

J'ai vu une pub France-air pour un système visant à récupérer une partie de l'énergie perdue en hiver par la VMC simple flux en préchauffant avec une PAC eau/air l'appoint eau froide disent-ils jusqu'à 45 °C.



J'essaie de faire un bilan thermique simpliste :

Une étude thermique estime à 40 Mwh/an la perte en hiver seulement liée à la VMC des 1850 m² ventilés.

Le chauffage seul ECS consomme 54 Mwh/an = 31 sur les 7 mois hiver + 23 sur 5 mois d'été. 

Si on réussit à préchauffer en hiver l'ECS de 15 à 45 on aura économisé 30°C sur les 40 (55 - 15) soit 75% des 31 Mwh soit 24 Mwh prélevés sur les 40 Mwh "disponibles" sur la VMC cad 60% de récupération.

Mais l'énergie dissipée par la VMC est en continu alors que le préchauffage ECS ne fonctionne que lors d'appoint d'eau froide, ce qui réduit beaucoup la récupération, sauf à avoir un ballon stockant l'eau "préchauffée" attendant un soutirage pour gagner les degrés finaux ( 10°C ?) par la production ECS (chaudière + échangeur à plaques + ballon régulé à 55°C) ?

Il faut retirer l'énergie électrique (* 2,3 en énergie primaire) consommée par la PAC de l'énergie gaz ( * 1 en EP) économisée par ce préchauffage.

En été, avec une température d'air extrait supérieure aux 20°C max en hiver, le rêve serait que ce préchauffage assure intégralement la production ECS sans aucun recours à la chaudière. Soit atteindre 55°C ou presque au lieu des 45°C en hiver.

Est-ce possible / légal vu le risque légionellose ? Le retour du bouclage devrait arriver en été dans ce nouveau ballon pour compenser les pertes de distribution, changer les branchements de pompe de circulation, pas mal de plomberie ... Mais là, on risque d'être limité par l'énergie extraite de la ventilation pour fournir toute l'énergie ECS soit ~ 50 Mwh sur ces 5 mois, ce qui triplerai le gain en hiver !!

L'air rejeté par la PAC est à 5°C,en été est-ce exploitable en le réinjectant dans l'ecalier de l'immeuble ?

Enfin selon les coûts du Mwh gaz et électrique la rentabilité du système varie.

Désolé de ce long baratin, qu'en pensez-vous ? Gadget ou sérieux ?

Merci.

Cordialement.

Alain Girard

Bonjour,

Une bonne piste serait de récupérer au maximum la chaleur contenue dans l'air rejeté en pure perte par la VMC.

https://www.france-air.com/blog/2018/10/26/comment-recuperer-de-lenergie-sur-une-vmc-simple-flux-pour-produire-de-leau-chaude-sanitaire/



 

Bonjour,



Dans les calculs RT réhabilitation que je réalise, l'ECS produite par chaudière gaz pèse usuellement entre 20 et 30kWh/m2/an pour un projet plan climat ville de Paris à maxi 80 kWh/m2/an pour le chauffage, l'ECS, l'éclairage, les conso annexes ... c'est toujours un gros poste énergétique.



Dans une installation d'ECS collective, il y a toujours un bouclage pour garantir de l'ECS chaude en quelques secondes aux usagers + pour éviter la légionnellose. Ce bouclage représente entre 50 et 100W par logt en condition hiver. Dans votre résidence de 125 lgts, l'énergie consommée pour le bouclage est supérieure 10 kW, 24h/24 7j/7. Cela représente énormément de chaleur qui chauffe les caves et les logements, pour limiter ces pertes, il faut très bien isoler les réseaux ECS et bouclage. 



Dans les logements actuels, avec les nouvelles réglementations, on a diminué énormément le chauffage (grâce à l'isolation), les conso d'électricité (lampe LED, équipements performants), les conso de ventilation (soit VMC hygroréglables, soit centrale avec recyclage). Le seul poste qui ne diminue pas, c'est l'ECS. Enormément de recherches sont menées sur ce poste.



Pour améliorer la production et la distribution ECS, il faut installer des systèmes avec récupération de chaleur :

* pompe à chaleur sur air extérieur, sur moquette solaire, sur la ventilation des logements (si elle est centralisée)

* panneau solaire thermique

Dans une résidence de 1970, il n'est pas facile d'installer une PAC sur les eaux usées chaudes (venant des douches, baignoires, lavabos, éviers, ...).



Je ne sais pas s'il y a un guide complet sur ce sujet, il y a plein de publications. Et cela fait plus de 20 ans que je fais ce métier et je découvre encore des nouveaux systèmes, et on fait encore des erreurs.

Pour avancer sur votre projet, il faut rencontrer des professionnels et plusieurs BET.

Si vous avez le temps, il y a le salon Interclima en Octobre 2022 à la porte de Versailles à Paris, cela peut être une bonne visite.



 

Merci beacoup Philippe pour ce message très complet.

Effectivement, on nous parle souvent d'isolations extérieures mais dans notre cas, les pertes thermiques par l'enveloppe extérieure ne sont finalement pas si énormes (moins de 50% de la conso. énergétique globale), si j'enlève l'ECS,  les pertes liées à la VMC, aux auxiliaires, ...  

Donc vous me confortez dans l'idée qu'il faut regarder de très près le sujet de l'ECS !

Je pense que je vais suivre votre conseil et me rendre au salon Interclima.

J'avais oublié de mentionner dans mon message initial que nous ne disposons pas de ballon d'eau chaude pour l'ECS. On m'a expliqué que cela conduisait à un mauvais rendement de génération (on ne met pas à profit la possiblité de récupérer la chaleur des condensats).

Qu'en pensez vous ?

Bonjour,

Pour donner plus d'éléments sur votre installation, il faudrait avoir un schéma de la production existante (il y a souvent un schéma au mur de la chaufferie, en faire une photo) et des informations sur le bâtiment, nombre et type de logements.

On récupère rarement la chaleur des condensats sur le circuit ECS, plutôt sur les retours du chauffage quand ceux-ci sont assez froids (en mi saison).

 

Bonjour,
Merci Philippe pour  ce retour, ainsi que les autres membres de ce forum.
Il y a 125 logements dans notre copro, essentiellement des studios de 25 à 40 m², répartis sur 6 étages.
L'Installation ECS intègre un système de bouclage mais il n'y a pas de ballon, je ne peux pas trop en dire plus sur l'installation à ce stade.
Je me permets de remettre sur ce post des éléments du DPE qui reste une méthode intéressante malgré tous les aléas qu’elle présente comme l'a souligné fort justement Bruno.
Dans notre copropriété, les consommations ECS indiquent pas les DPE (j’en ai récupéré 6), représentent de 75 À 138 kwh ep / m² / an, ce qui est tout à fait considérable même pour la valeur “basse”.
L’autre point d’étonnement est que cette valeur devrait en théorie être constante compte tenu de l’algorithme utilisé par le DPE (qui est assez simple donc normalement facile à “caler”).
Quoi qu’il en soit, quand je compare à l'énergie finale utilisée pour l'ECS lorsque cette production est effectuée par des chauffe-eau électriques il y a un rapport pouvant aller de 2 à 4 entre le rendement (théorique) d’un cumulus et le rendement (théorique) de notre installation.
Le rendement de notre production ECS est donc très mauvais.
Quel devrait être selon vous le rendement d’une installation ECS comme la nôtre et que pensez des résutlats des DPE que nous avons effectués ?
Enfin, je pense qu'il est préférable de raisonner, pour la consommation d'eau chaude, en consommation par personne équivalente et non par mètre carré. 
Cela ne change pas grand-chose mais paraît plus logique : le DPE propose une formule pour convertir des mètres carrés en nombre d’adulte  équivalent (Nbaeq pour les spécialistes !).
Auriez-vous d'autres remarques à apporter sur ces éléments ?
Vous en remericiant par avance.
Bien cordialement.

Bonjour,

Dans votre dernier message, vous insistez sur le DPE, la théorie et les équations autour ...

Qu'est-ce qui vous intéresse ? Améliorer votre installation ou avoir un DPE plus favorable ?

Entre 75 et 138 kWh/m².an pour le poste ECS, ce sont en effet des valeurs qui ressemblent à de la production par cumulus électrique dans les logements et non par une chaufferie au gaz.

Pour le reste, je ne suis pas certificateur, je ne peux me prononcer.

Bonjour Philippe,
Merci pour ce retour ainsi que toutes les pistes que vous avez suggérées dans vos messages antérieurs et que nous allons explorer.

Je suis désolé si je vous ai embrouillé car il est exact que je m'intéresse à  2 sujets à la fois :
1. comprendre, challenger  et proposer des améliorations au DPE (dans la continuité du message de Bruno Salma) ce qui est un très long chemin et pleins d'embuches (avis techniques divergents sur les théories sous jacentes, pbs avec les logiciels et ...bcp de politique !)
2. améliorer notre situation dans ma copropriété.

Dans  notre copro, nous sommes un peu dans l'inonnu sur la contribution de l'ECS puisque les chaudières produisent à la fois l'ECS et le chauffage.
Il nous semble que notre conso d'ECS représente une consommation excessive et que par conséquent que ce serait une bonne idée de traiter ce pb mais nous n'en sommes pas sûrs (et les DPE ne nous apportent rien sur ce point !).
Dans une configuration comme la nôtre, avec ECS collectif et  distribution sur l'ensemble des 125 lots, on voudrait déjà  savoir quel serait l'ordre "normal" de la conso / m² An pour l'ECS. 
Auriez vous un ordre de grandeur à nous communiquer ou un retour d'expérience ?
Merci encore et désolé si j'ai ai été confus.

Bonjour,

Les DPE et les étiquettes issus de la RT sont assez différents donc les éléments que je pourrais donner sont peu adaptés pour vous car basés sur les RT Réha.

Par contre, en ce moment, le chauffage est éteint, vous pouvez relever le compteur gaz de chaufferie et le compteur eau froide qui devient eau chaude de chaufferie et refaire la même manipulation au 15 Septembre, vous aurez une bonne idée de la consommation gaz pour ECS.

 

Bonjour,

Le débat étant un peu confus voici quelques éléments de compréhension :

- Votre installation est une installation collective qui produit l'ECS collectivement. Par conséquent vous avez un réseau bouclé qui apporte l'eau chaude dans chaque logement (avec un retour qui permet une circulation de l'eau pour un maintien en température).

- Les valeurs que vous indiquez semblent élevées, signe d'un rendement global de l'installation mauvais. 

Je vous conseille de ne pas trop chambouler votre installation et donc de conserver une production centralisée.

Vous avez plusieurs pistes que vous pouvez explorer :

- Diminuer les pertes de circulation : isoler les colonnes montantes et les réseaux en infrastructure si ce n'est pas fait. Problème : c'est compliqué d'intervenir dans les colonnes. Mais les réseaux horizontaux en infrastructure sont souvent faciles à isoler.

- Améliorer le rendement de l'installation : changer la chaudière pour une chaudière plus moderne ou une PAC. Pour l'ECS une PAC est une bonne solution (fonctionnement en continu au régime optimal avec accumulation) mais vous aurez quelques contraintes (prise d'air de taille importante et taille du local technique). 

- Utiliser des solutions plus écologiques : à titre personnel nous trouvons que le solaire thermique est une bonne solution, pourvu que cette solution soit correctement étudiée (les problèmes étant connus : surchauffe en été, vidange de l'installation). Vous pouvez aussi réfléchir à une solution de cogénération (un moteur produit de l'électricité que vous consommez de préférence directement + de la chaleur que vous stockez pour l'ECS). Dans tous les cas vous serez contraints par la taille du local et des réseaux à créer entre le local et la toiture.

- Récupérer les calories des douches/bains : cette solution appréciée des BE nous a toujours semblé compliquée à mettre en oeuvre et pas forcément très efficace. La solution la plus simple est de mettre en place des systèmes individuels directement sous l'appareil sanitaire concerné. Sinon il vous faudra retirer un réseau complet séparé des EU ce qui est compliqué.

Bon courage à vous.

Bonjour,

1/ La PAC sur VMC de chez France Air fonctionne bien mais plusieurs précautions, il faut isoler les réseaux de VMC en grenier et en terrasse (pour conserver les calories). il faut de gros volumes de stockage pour stocker l'ECS préchauffée par la PAC.



2/ Il faut conserver une production ECS qui permet de couvrir les besoins en cas de panne et qui fait le réchauffage pour atteindre les 55/60°C dans le réseau. Le bouclage est raccordé sur cette production.

Pour info sur un chantier avec 2*8000m3/h de VMC, on a mis 2*2000 L de stockage pour les PAC + 2000 L de production ECS.



3/ L'air rejeté par la VMC est un air pollué, vicié. On ne peut pas, suivant le règlement sanitaire départemental, le rejetter à proximité des ouvrants permettant la ventilation des logements (8ml).

Bonjour Alain,

Votre post est très intéressant et se rapproche de problématiques que j’avais évoquées initialement. 

Cela permet aussi d’avoir des points de comparaison, ce qui est très utile.

J’ai effectué quelques comparaisons avec ma copropriété (où nous avons aussi de l’ECS collective produite avec une chaudière gaz, avec circuit de bouclage et sans ballon).

La consommation d’énergie pour l’ECS dans notre copro est très proche de la vôtre, à savoir autour de 65 kWh/m² An et 1500 kWh / “adulte  équivalent” An  (en se basant sur les algorithmes indiqués dans le DPE pour calculer la “densité” de résidents).

Avec une production individuelle d’ECS (gaz ou élec), la consommation d’énergie finale par adulte équivalent est bien plus faible, de l’ordre de 900 kWh.

Cela confirme donc bien que nos modes de production d’ECS ont des rendements médiocres et qu’il faut s’intéresser de près au problème. Si c’était à refaire, mon impression est que des chauffe-eau individuels électriques seraient sans doute une meilleure solution.

Le bouclage est manifestement très pénalisant. Cela étant, une partie des pertes de chaleur dans le circuit de bouclage est “récupérée”  pour chauffer en hiver, mais il est bien difficile de savoir dans quelle proportion.

Pour le reste, votre approche par ordre de grandeur est intéressante.

L’énergie de l’air chaud extrait par les VMC est significative donc cela a du sens de chercher à la récupérer, reste à voir toutefois la part qui est réellement récupérable (pertes dans les  conduites d’extraction par exemple). 

Le fabricant de PAC indique que l’on peut chauffer l’eau à 45°, mais ce serait bien d’avoir le détail de ce calcul et la justification du 45°. Quelles hypothèses fait il sur la température de l’air en entrée, la température de l’eau en entrée, le COP,…).  

Dans la suite, vous indiquez que vous consommez pour le chauffage 54 mWh d’ ”énergie utile” mais il me semble qu’il faut plutôt repartir de l’énergie totale (120 mWh) que vous consommez. Ok pour retirer les pertes dues au rendement de la chaufferie mais pas celle dues au bouclage.

Concernant la récupération du froid de la pompe à chaleur en été, l’ordre de grandeur y est sans doute mais la diffusion de cet air froid semble problématique. Une solution serait de passer par la réseau hydraulique de chauffage et le faire fonctionner de manière inversée mais cette solution ne fonctionne pas en général. 

Pour le reste, qui est assez dense, serait-il possible d’échanger directement ?
Je suis prêt à vous accompagner pour mutualiser les réflexions entre nos copropriétés respectives, peut être pour recontacter le fabricant que vous citez ou solliciter des experts.

A-t-on le droit d’échanger nos numéros de tél ou mail sur ce forum ?

Bien cordialement.

Maurice Jaravel

Bonjour Philippe, Maurice,

Merci pour vos réponses.



Lundi 3/10 sur le stand du fabricant France Air au salon Interclima à Paris, j'ai échangé longuement sur le produit SORAYA avec un chef de marché  qui ressemble bien à la photo de Mr Chouquais .

https://www.france-air.com/guides-et-documents/vmc/comment-recuperer-de-lenergie-sur-une-vmc-simple-flux-pour-produire-de-leau-chaude-sanitaire/



La documentation technique est accessible sur internet aux particuliers comme moi :

https://www.france-air.com/catalogues-et-guides/

choisir en fin de liste "Guide habitat 2021 - 2022"

Soraya est aux pages 75 à 79.



Voici les faits techniques évoqués :

En complément du débit réel de la VMC (60% par heure du volume ?) il faudrait connaitre le profil horaire précis de consommation de mes 3 m3 par jour de l'ECS. Je crains que 90% soient soutirés entre 6 hr et 8 hr du matin, d'où stockage monstrueux d'eau préchauffée pendant les 24 hr précédentes, ou réduction du potentiel, comme l'indique Philippe.

N'habitant pas sur place, j'hésite à demander à un occupant retraité de venir relever le compteur d'appoint ECS à 22 hr, puis à 6 hr et toutes les heures ensuite ... Avez-vous une meilleure idée pour connaitre ce profil ?

Il n'est pas possible de récupérer en été "en plein air" pour capter plus d'énergie, on reste sur le débit de la VMC (certes l'air extrait est un peu plus chaud d'où meilleur COP).

La crainte d'une panne, ou des legionnelles, ou la réglementation ? dissuadent, et la puissance limitée sauf stockage gigantesque imposent même en été le chauffage d'appoint (chaudière + échangeur).

Est-ce indiscutable ? Une configuration été sans chaudière ni échangeur, avec un stockage de 3 m3 à 45°C recevant le retour bouclage, économiserait alors aussi les pertes bouclage été (soit 20 Mwh de gaz) . Risque légionnelles et d'ECS trop tiède au soutirage maximum ?

Une ventilation " à débit fixe" qui apporte une source d'énergie stable est préférable, cad pas de  bouches hydroréglables.



Le recours à une étude payante par un BE thermique sera indispensable pour optimiser :

- la récupération (sur le seul chauffage ECS 1,16 kwh/m3/°C / 87 % rendement chaudière, car aucune perte du bouclage ne peut être compensée par Soraya puisque le retour du bouclage est sur le système principal car à un niveau de température supérieur à la température maxi de préchauffage même avec un COP réduit)

- en fonction du profil de soutirage et du volume préchauffé stocké. Vu que tout est sur le toit terrasse, au delà du coût j'ai peur d'ajouter 1500 kg d'eau à coté de la chaufferie qui a déjà un ballon de 500 litres maintenu à 55°C, et des 2 chaudières de 350 kg chacune (225 kg + 125 kg eau).

Tous les BE sont-ils compétents sur ce genre d'installation ? c'est moins fréquent qu'une chaufferie "classique". 

Avant de demander à des BE une offre pour l'étude "sérieuse" je vais approfondir sur excel la simulation grossière suivante, que nous pourrons partager, 

Car c'est pas très excitant économiquement si ce qui suit n'est pas grossièrent faux !!

Le prix catalogue du seul matériel "gros modèle" était en 2021 de 30 000 € HT (trente mille), cela inclut le caisson de ventilation complet et la partie PAC, à ce prix il faut ajouter le stockage d'eau préchauffée, probablement une rénovation de la ventilation (gaines ? bouches ?) puisque on change le caisson et son ventilateur, et le chantier.



Au pif, 60 000 € pour récupérer 40 Mwh en gaz par an (soit 80% de mes 53 Mwh hors pertes bouclage) , avec + 10 Mwh électricité, soit 2000 € investis par Mwh économisé.

Même si le coût total TTC pérenne du gaz devient 100 €/Mwh (le double de mon coût actuel) , gain 4000 € gaz réduits par 10 * 200 €/Mwh électricité = net 2000 €/an à réduire de 500 € /an d'entretien, amorti en 40 ans,la PAC sera HS avant d'être amortie.



L'impact sur le DPE (le mien est D) ne permet pas de passer en C puisque on économise 40 Mwh gaz contre 10 Mwh électricité mais avec un coefficient ep 2,3 pour l'électricité, même si en CO2 c'est plus net.

L'autre source de réduction d'énergie est de changer les fenêtres. Cela coûte au pif 400 000 € pour gagner 80 Mwh/an, soit 5000 € investis par Mwh gagné, 50 ans si gaz à 100 €/Mwh.



Qquestion : installer ce système avec une VMC rénovée ne sera pas inadapté si on change plus tard les fenêtres, car les températures et débit VMC seront inchangés ?



Particulier conseiller syndical, je ne vois pas de défaut éthique envers Xpair à communiquer mon email :

mallifaud2010@gmail.com

Pour échanger plus avant avec fichiers excel à l'appui ?



Philippe, avez-vous les consommations ECS, puissance Soraya et les éléments économiques du projet que vous citez : " 2*8000m3/h de VMC, on a mis 2*2000 L de stockage pour les PAC + 2000 L de production ECS."

Chez moi j'estime 3000 m3/hr VMC  soit 20% de votre référence, nous avons déjà 500 en production ECS, donc 20% * 4000 litres = 800 l stockage PAC ?



En résumé, est-ce un acte militant ou une solution économique ??

Cordialement.



Alain Girard

Bonjour,

1/ Remplacer les fenêtres :

Sauf si votre résidence à des fenêtres énormes et que vous avez des contraintes spécifiques (façade classée,...), estimer à 400 000 € le remplacement des fenêtres de 55 studios, c'est fort. Voyez avec Grosfillex, Lorebat ou d'autres, ils interviennent dans des grands programmes de réhabilitation et ont des modèles adaptés, avec des prix plus serrés que ce que vous envisagez et des poseurs rapides.

Sur un projet plus petit, le menuisier a posé des fenêtres de h1.70*L1.10 pour 900 €.TTC la fenêtre.

En plus, si le poseur est RGE, vous avez le droit à des subventions, CEE ou point CUMAC.

L'énergie la moins chère étant celle non dépensée, c'est la première piste d'économie.

2/ Projet réalisé : 

Il y avait 90 lgts type T4 et T5, chez un gros bailleur parisien et avant travaux l'ECS était produite par des ballons électriques dans les logements. Le matériel vendu par France Air (2 PAC 15kW+extracteurs, 2 ballons, mise en service), 32 000 €.HT, prix entreprise en 2018. pour la MO, la manutention, je ne peux pas vous donner les chiffres, l'entreprise qui a fait le travail est fermée, cause retraite.

Le ballon doit etre dimensionné par rapport à la PAC et soutirage.

3/ VMC :

Les réseaux VMC correctement dimensionnés, sans optimiser à mort, sont adaptés à tous les systèmes de ventilation disponibles. vous pouvez envisager de phaser les travaux.

4/ Investissement :

Chez les bailleurs, la problématique n'est pas forcément la même que pour un petit syndic. ces travaux rentraient dans une grosse réhabilitation donc le financement ne s'en ressent pas pareil.C'est vrai que les montants sont énormes, le temps de retour sur investissement très long et parfois plus long que la durée de vie du matériel.

5/ Autre piste :

Si vous avez de la terrasse disponible, vous pouvez envisager une production ECS principale par PAC sur moquette solaire, c'est très efficace, pas trop cher et cela a des bons rendements toute l'année. la production existante fait l'appoint.