4.5 Focus sur les températures de distribution de chauffage dans les bâtiments
4.5.3 Analyse comparative
4.5.3.1 Relation à la température externe
Les températures observées sur les différentes boucles de distribution de chauffage sont repré-sentées sous la forme de boxplots, lesquels indiquent les minima et maxima, les 1erset 9èmes dé-ciles, les 1erset 3èmesquartiles et les médianes. L’échantillon est ici séparé selon le type de système d’émission de chaleur (radiateurs ou chauffage au sol).
Comme attendu, les niveaux de température de départ sont dépendants de la température externe et du type de système d’émission de chaleur. Pour une température externe de -5˚C (température de dimensionnement pour Genève), les températures de départ sont principalement comprises entre 55-60˚C pour les radiateurs, et 33-44˚C pour les chauffages au sol (figure 4.18). Pour les ra-diateurs, les valeurs médianes baissent linéairement de 63˚C pour une température externe de -10˚C, à 41˚C pour une température externe de 10˚C. Pour les chauffages au sol, elles descendent respectivement de 39 à 30˚C.
20 30 40 50 60 70 80
-10 -5 0 5 10
Température aller [°C]
Température externe [°C]
(a) Radiateurs (110 boucles de chauffage)
20 30 40 50 60 70 80
-10 -5 0 5 10
Température aller [°C]
Température externe [°C]
(b) Chauffages au sol (18 boucles de chauffage) Figure 4.18 – Distribution des températures aller diurnes pour différentes températures externes. Différenciation selon le système d’émission de chaleur : radiateurs ou chauffage au sol. Voir texte
Les températures de retour observées pour une température externe de -5˚C sont généralement comprises entre 46 et 53˚C pour les radiateurs, et 28 et 36˚C pour les chauffages au sol (figure 4.19).
Là aussi, les températures de retour diminuent linéairement en fonction de la température ex-terne. Pour les radiateurs, les valeurs médianes passent de 54˚C pour une température externe de -10˚C, à 38˚C pour une température externe de 10˚C. Pour le chauffage au sol, elles passent respectivement de 31 à 26˚C.
Chapitre 4. Aspects qualitatifs liés aux réseaux de chaleur (températures) : état de la situation en Suisse
(a) Radiateurs (95 boucles de chauffage)
20
(b) Chauffages au sol (17 boucles de chauffage) Figure 4.19 – Distribution des températures retour diurnes pour différentes températures externes. Différenciation selon le système d’émission de chaleur : radiateurs ou chauffage au sol. Voir texte
Pour une température externe de -5˚C, les différences de température entre l’aller et le retour sont principalement comprises entre 5.7 et 10.1K pour les radiateurs, et 4.8 et 8.6K pour les chauffages au sol (figure 4.20). Elles varient également en fonction de la température externe. Les valeurs médianes pour les radiateurs baissent de 8.9K pour une température externe de -10˚C, à 3.3K pour une température externe de 10˚C. Pour les chauffages au sol, elles passent respectivement de 7.5 à 2.4K.
(a) Radiateurs (95 boucles de chauffage)
0
DT optimal chauffages au sol
(b) Chauffages au sol (17 boucles de chauffage) Figure 4.20 – Distribution des différences de température (aller-retour) diurnes pour différentes températures ex-ternes. Différenciation selon le système d’émission de chaleur : radiateurs ou chauffage au sol. Les droites indiquent les∆T recommandés selon [126, 127]. Voir texte
Ces résultats indiquent des∆T inférieurs aux valeurs recommandées, ce qui signifie des débits souvent trop importants. Les causes peuvent être liées à un mauvais réglage des pompes de circu-lation, à la présence de pompes de circulation surdimensionnées, à des problèmes d’équilibrage hydraulique des circuits d’alimentation ou encore à l’absence de vannes thermostatiques. Il réside donc un potentiel d’optimisation non négligeable pour réduire les températures de retour. Celui-ci peut passer par une meilleure gestion/régulation du système technique et, dans certains cas, par l’adaptation de quelques composants.
En comparant les différentes boucles de distribution, il est intéressant de constater que pour une température externe donnée (en l’occurrence -5˚C), les∆T observés ne sont pas corrélés de façon évidente aux températures de départ pratiquées, en particulier pour les radiateurs (figure 4.21).
On remarque aussi que d’une façon générale, plus les températures de départ sont élevées, plus les températures de retour ont tendance à l’être également.
20
Chauffage au sol Radiateurs (rénovés) Radiateurs
(a) Températures retour vs températures aller
0
Différence de température aller-retour [K]
Température aller [°C]
Chauffage au sol Radiateurs (rénovés) Radiateurs
(b) Différences de température aller-retour vs tempéra-tures aller
Figure 4.21 – Températures retour et différences de température aller-retour en fonction des températures aller, pour une température externe de -5˚C (112 boucles de chauffage). Voir texte
4.5.3.2 Relation aux caractéristiques des bâtiments alimentés
Les graphiques de la figure 4.22 montrent la relation entre les températures de distribution de chauffage observées pour une température externe de -5˚C et l’époque de construction des bâ-timents. On relève une baisse des niveaux de température dans les bâtiments construits à partir des années 1990, qui peut s’expliquer par l’évolution des techniques de chauffage et l’introduc-tion de normes. Sur des bâtiments ayant fait l’objet de rénoval’introduc-tions énergétiques complètes, les températures sont généralement plus basses. Par ailleurs, on peut relever que la majorité des
bâti-Chapitre 4. Aspects qualitatifs liés aux réseaux de chaleur (températures) : état de la situation en Suisse
ments construits avant les années 1990 présentent des températures de départ inférieures à 60˚C, ce qui est plus bas que les valeurs attendues (cf. section 4.5.1). La relation entre les∆T observés et l’époque de construction reste en revanche moins évidente.
20
1870 1900 1930 1960 1990 2020
Température aller [°C]
Année de construction
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(a) Températures aller (128 boucles de chauffage)
20
1870 1900 1930 1960 1990 2020
Température retour [°C]
Année de construction
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(b) Températures retour (112 boucles de chauffage)
20
1870 1900 1930 1960 1990 2020
Température moyenne (aller et retour) [°C]
Année de construction
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(c) Températures moyennes aller-retour (112 boucles de chauffage)
1870 1900 1930 1960 1990 2020
Différence de température (aller-retour) [K]
Année de construction
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(d) Différences de température aller-retour (112 boucles de chauffage)
Figure 4.22 – Températures de distribution de chauffage diurnes pour une température externe de -5˚C, en fonction de l’époque de construction des bâtiments chauffés
Les graphiques de la figure 4.23 (p.124) montrent la relation entre les températures de distribution de chauffage observées pour une température externe de -5˚C et la demande de chaleur annuelle spécifique des bâtiments (kWh/m2/an). Les températures les plus basses sont observées dans les bâtiments équipés de chauffage au sol et qui présentent une faible consommation énergétique.
Cette tendance est étroitement liée à l’époque de construction des bâtiments. Il est en revanche difficile de déceler une tendance pour les bâtiments consommant plus de 100 kWh/m2/an.
20
Demande de chaleur [kWh/m2/an]
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(a) Températures aller (112 boucles de chauffage)
20
Demande de chaleur [kWh/m2/an]
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(b) Températures retour (100 boucles de chauffage)
20
Température moyenne (aller et retour) [°C]
Demande de chaleur [kWh/m2/an]
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(c) Températures moyennes aller-retour (100 boucles de chauffage)
Différence de température (aller-retour) [K]
Demande de chaleur [kWh/m2/an]
Chauffage au sol Radiateurs Radiateurs (bâtiment rénové)
(d) Différences de température aller-retour (100 boucles de chauffage)
Figure 4.23 – Températures de distribution de chauffage diurnes pour une température externe de -5˚C, en fonction de la demande de chaleur spécifique des bâtiments