Chauffage

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ChauffageLe chauffage est la technique du Génie Climatique qui assure le confort thermique des utilisateurs ou le fonctionnement d'un process industriel par exemple.

Dans le bâtiment, un système de chauffage doit assurer le confort thermique des usagers et leur besoins en termes de production d'eau chaude sanitaire. Le chauffage comprend en général une source de chaleur appelée générateur (exemple: chaudière, pompe à chaleur, ...) alimentant un ou plusieurs émetteurs de chauffage (exemple: radiateur, plancher chauffant, ...) qui transmettent la chaleur produite, à l'air du local à chauffer. Cette même chaudière pouvant produire également de l'eau chaude sanitaire ou ECS.

Généralement dans le bâtiment, le chauffage prend une part importante de la consommation d'énergie. Notamment dans le bâtiment existant. Dans le neuf, avec une isolation thermique renforcée, la part chauffage est réduite et passe derrière la part eau chaude sanitaire. Ceci est dû à la réglementation thermique 2012 qui impose pour toute construction neuve un niveau d'efficacité énergétique de type BBC. Notons que cette réglementation RT 2012 applicable au bâtiment neuf sera à l'horizon 2020 renforcée avec la RT 2020 avec une exigence du BEPOS dit bâtiment à énergie positive. C'est-à-dire qu'il produira plus d'énergie qu'il n'en consommera. Soit une description plus académique du terme chauffage, cette part chauffage étant alors réduite à un niveau inférieur à 15 hWh/m2.an

Généralement, le générateur chauffage est de type chaudière gaz, fioul, bois, ..., et produit de l'eau chaude à une température maximum inférieure à 90°C. L'eau chaude peut être produite également par une énergie renouvelable, à partir de panneaux solaires. Ou elle peut être produite par une pompe à chaleur générant de l'eau de chauffage à plus basse température (souvent inférieure à 60°C)

A noter que dans le cas du chauffage électrique, la source de chaleur et l'émetteur de chauffage peuvent être identiques, dans le cas d'un radiateur ou convecteur électrique. L'efficacité énergétique d'un système de chauffage dépend du type de combustible, du rendement de production du générateur et du rendement de régulation.

Les émetteurs de chauffage comme les radiateurs à eau chaude, le plancher chauffant, le plafond rayonnant, sont dit émetteurs de chauffage statique. C'est le système de chauffage central qui est le plus connu. Soit une chaudière alimentant via une distribution bitubes de radiateurs à eau chaude ou un système de plancher chauffant basse température.

Par comparaison au chauffage statique, existe un chauffage à mode dynamique; les installations de chauffage émettent la chaleur qui est propulsée dynamiquement par un dispositif de ventilation ou brassage de l'air pour diffuser plus rapidement et assurer un chauffage homogène de l'air du local traité (c'est le cas des ventilo - convecteurs, aérothermes, chauffage à air pulsé, sèche-serviettes avec ventilateur, ...). A noter également que l'on distingue le chauffage d'appoint comme un complément de chauffage localisé pour élever de quelques degrés la température de confort.

Plus globalement en termes de concept de chauffage dans le génie climatique, on distingue deux familles de systèmes de chauffage, le "vecteur eau" et le "vecteur air". Le premier utilisant l'eau chaude comme médian caloporteur, c'est le cas d'une installation de chauffage central, ou de chauffage solaire avec panneaux solaires thermiques. Le deuxième, utilise l'air directement filtré, chauffé; voire rafraichi en été pour assurer un confort été avec la climatisation. c'est le cas par exemple d'une pompe à chaleur air-air qui diffuse l'air chaud dans les pièces à chauffer.

Les systèmes de chauffage visent de plus en plus "l'efficacité énergétique" tant au niveau de la production avec des générateurs de type chaudière à condensation ou pompe à chaleur, que de la diffusion avec des émetteurs tels que plancher chauffant ou radiant électrique avec régulation programmation, sonde de présence, .... Le but est de générer de la chaleur avec le rendement et l'efficacité énergétique maximums. L'intégration des énergies renouvelables dans les systèmes de chauffage vient naturellement améliorer la performance énergétique annuelle. Un indicateur de performance, dans le bâtiment existant est donné par le diagnostic de performance énergétique dit DPE, désormais obligatoire pour transaction de vente ou de location immobilière. Le DPE donnant la qualité énergétique et environnementale au travers d'étiquettes classées A, B, ...

Sur le plan réglementaire, les consommation de chauffage sont limitées de part le respect pour toute construction neuve de la réglementation thermique. La RT 2012 ou réglementation thermique 2012, qui remplace la RT 2005, est une norme thermique qui plafonne la consommation énergétique annuelle de tous les bâtiments à niveau énergétique basse consommation (BBC). Cinq usages de la RT 2012 sont concernés et doivent être limités pour respecter un niveau de consommation en énergie primaire de 50 kWh/an, et par m2 Shon en moyenne dans le cas des logements neufs. Ces usages sont le chauffage, la climatisation, l'eau chaude sanitaire, l'éclairage, et les auxiliaires qui consomment de l'électricité comme les ventilateurs et les pompes. En quelques mots, la RT 2012 impose une éco-conception, une isolation et étanchéité renforcée, et des équipements thermiques et énergétiques très sobres en énergie: pompe à chaleur, solaire, .... Point important: elle demande que soit installer pour la maison individuelle neuve un système à énergie renouvelable... > Voir le blog de la RT 2012.
Cette réglementation 2012 devrait ensuite évoluer en 2020 vers le bâtiment à énergie positive ou BEPOS. Le BEPOS étant un bâtiment qui produit autant qu'il ne consomme, soit un bâtiment à énergie zéro, dû-moins sur les 5 usages énergétiques cités... > Voir le Guide BEPOS de l'habitat d'Alain Garnier.

Pour la construction existante, la réglementation thermique dite RT existant datant de 2007 reste applicable pour toute rénovation thermique. Cette réglementation impose l'usage de matériaux et systèmes de chauffage qui doivent être obligatoirement choisis dans une gamme à haute efficacité énergétique. Par exemple en cas de remplacement d'une vieille chaudière par chaudière par une pompe à chaleur air/eau, la pompe à chaleur devra présenter un rendement coefficient de performance à minima de 2,7 pour les conditions : +7°C extérieur et 45°C pour la température d’eau de chauffage (Arrêté du 3 mai 2007).

Dans l'industrie, le chauffage se situe sur 2 plans: le confort des usagers et des travailleurs et le chauffage d'un process industriel. Le confort du personnel est plus délicat que dans le domaine de l'habitat. Grands volumes, quais de déchargement avec de sans cesse ouvertures, environnement bruyant ou poussiéreux, ... Les techniques adaptées existent pour le chauffage industriel. Panneaux rayonnants, rideaux d'air chaud, aérothermes à air chaud, .... A noter que la RT 2012 n'épargne pas le domaine de l'industrie et qu' l'usage des énergie renouvelables est de plus en plus présent dans l'industrie. Les coûts d'énergie se répercutant immédiatement sur les prix de revient et les prix de vente. La récupération de chaleur est de mise dans l'industrie, l'utilisation du solaire est en pleine expansion du fait de l'eau chaude haute température récupérable,la couverture solaire toute l'année, la disposition de toit solaire dans un environnement où l'architecture et l'urbanisme sont plus souples avec un prix de foncier relativement bas. Ainsi les champs solaires de 1000 m2 et plus se développent notamment à l'étranger où l'on trouve des champs solaires de près de 10000 m2 dans l'industrie et pour les réseaux urbains.

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