Les avantages du bon dimensionnement de votre chauffage

Quel impact peut avoir un mauvais dimensionnement sur un circuit de chauffage ?

Quels sont les avantages et l’intérêt de dimensionner correctement le système de chauffage de votre habitation (plancher chauffant ou radiateur) ?
Nous allons vous montrer avec l’exemple ci-dessous, l’impact sur la consommation d’énergie par rapport à l’objectif fixé. Et l’avantage de faire appel à un professionnel pour bien choisir.

Prenons un exemple : une villa équipée de radiateurs

Les déperditions (besoins de chaleurs) pour chaque pièce ont été calculées : voir plan ci-dessous

Depuis la documentation du fabricant on choisit un radiateur de puissance la plus proche des déperditions et par valeur supérieure. Ici pour l’exemple de la chambre 1 :
Déperditions = 500 W
Puissance radiateur fabricant installée = 573 W

Le radiateur sera donc surdimensionné de 73 W.

Conséquences

En installant un radiateur surdimensionné, plusieurs questions se posent :

Est-ce-que la température ambiante est bien maintenue, soit 20°C ?
Quel est le débit dans le radiateur est à régler pour obtenir la puissance souhaitée, soit 500 W ?
Quel est l’impact d’un mauvais réglage sur la consommation énergétique de la maison ?

Nous pourrions penser que « seulement » 73 W supplémentaires seraient négligeables… Et bien non !
Sur l’ensemble des pièces, en calculant la surconsommation d’énergie et en la comparant avec un objectif fixé cela devient bien plus important qu’on ne l’imagine.

En théorie, si puissance radiateur = déperditions

Ce qui est couramment utilisé pour calculer le débit d’eau dans un radiateur :

Q=Puissance/(1,16*(Te-Ts))

Te = température d’entrée d’eau du radiateur = 55 °C
Ts = température de sortie d’eau du radiateur = 45 °C
P = puissance des déperditions en W
Q = débit d’eau du radiateur en l/h

Donc : Q=500/(1.16 *(55-45)) = 43,1 l/h

Que devient la température retour du radiateur ?

Ts = Te – 573/(1.16*43.1) = 43,5 °C au lieu de 45 °C

Vous me direz, Oui et alors ? D’autant plus que cela semble peu important, non ?

Que devient la puissance du radiateur ?

En définissant la puissance nominale par P30 pour une différence de température (T) de 30K entre la température moyenne de l’eau du radiateur et la température d’ambiance, la puissance P sera déduite de l’expression suivante : où n est la pente d’émission du radiateur. La température moyenne de l’eau du radiateur a une très forte incidence sur la puissance émise par un radiateur.

La puissance émise du radiateur installée est donc de 545 W.
Installer un radiateur dans une pièce a pour seul objectif : avoir une température de confort souhaitée, soit 20 °C ici dans notre exemple.

Qu’en est-il de la température ambiante ?

La température ambiante peut être donnée par le coefficient thermique du bâtiment P=Ubat*(Ti-Text)

Soit Tamb = P/Ubat + Text = 545/16,7 – 10 = 22,6 °C

22,6°C est TROP élevé, il y a donc Surchauffe et implacablement Surconsommation

Équilibrage de l’installation et température ambiante atteinte

L’équilibre thermique de l’ensemble local-émetteur, en régime permanent, est donné par la relation suivante :

Toutes les conditions doivent être réunies pour l’équilibre hydro-thermique. Par un calcul itératif (ou par abaque) nous obtenons la température de sortie du radiateur, soit 39 °C et non 43,5°C.

Ce qui nous donne en résumé :

Quel est l’impact de la surconsommation ?

Extrapolons sur l’ensemble de la villa. Si tous les radiateurs sont surdimensionnés comme celui de la chambre n°1 de 14 %, alors la puissance nécessaire serait de 5443 W au lieu de 4775 W.

Le Ubât (coefficient de déperdition d’un bâtiment) étant toujours le même, nous pouvons calculer l’énergie de chauffage nécessaire à la villa :

Sans équilibre thermique
Q = Gt*P/(Ti-Text)= 92*5443/30= 16 691 kWh/an
Shab = 110 m²
Consommation d’énergie = 16 691/110 = 151 kWh/m².an
Il faut ajouter la surconsommation électrique de la pompe du circuit de chauffage car le débit est supérieur d’environ 50 %.

Avec équilibre thermique
Q = Gt*P/T= 92*4775/30= 14 643 kWh/an
Shab = 110 m²
Consommation d’énergie = 14 643/110 = 133 kWh/m²an

COMPARAISON

La différence d’énergie est de 16 691 – 14 643 = 2048 kWh/an.
Si le chauffage est au gaz naturel alors 2 048 kWh/an * 0,0737€/kWh = 150 € /an