A N N E X E
MODALITÉS DE PRISE EN COMPTE DU SYSTÈME
« POWER-PIPE¢ » DANS LA RÉGLEMENTATION THERMIQUE 2005
1. Définition et fonction du système « Power-Pipe¢ »
Au sens du présent arrêté, le système « Power-Pipe¢ » est un système de récupération de l'énergie perdue sous forme de chaleur par l'évacuation des eaux usées (ou eaux grises). Ce système consiste en un échangeur de chaleur en cuivre sous la forme de plusieurs tubes entourant l'évacuation des eaux usées, par lesquels transite l'eau entrante ainsi préchauffée.
Le système « Power-Pipe¢ » assure le préchauffage de l'eau chaude sanitaire selon trois montages différents :
― montage 1 « Préchauffage du générateur d'eau chaude sanitaire » : seule l'arrivée d'eau froide de la génération d'eau chaude sanitaire est préchauffée ;
― montage 2 « Préchauffage du mitigeur » : seule l'arrivée d'eau froide de la salle de bain est préchauffée ;
― montage 3 « Préchauffage du générateur d'eau chaude sanitaire et du mitigeur » : l'eau préchauffée est simultanément envoyée à la génération de l'eau chaude sanitaire et à l'arrivée d'eau froide de la douche.
2. Domaine d'application
Le champ d'application de la présente méthode s'étend aux bâtiments à usage d'habitation, d'hébergement, d'établissement sanitaire avec hébergement, d'hôtellerie et d'établissement sportif. La prise en compte du système « Power-Pipe¢ » dans le calcul du coefficient Cep n'est possible que sous les cinq conditions suivantes :
― toutes les douches d'une zone de bâtiment, au sens de la méthode de calcul Th-CE, dont la consommation d'ECS est prise en compte dans le Cep doivent être raccordées à un échangeur Power-Pipe¢ ;
― le préchauffage de l'arrivée d'eau froide de la douche dans le cas des montages 2 et 3 n'est pas possible si le volume d'eau préchauffé est supérieur à trois litres entre la sortie de l'échangeur et le point de puisage ;
― chaque zone de bâtiment, au sens de la méthode de calcul Th-CE, doit être équipée avec la même référence de Power-Pipe¢ (même longueur et même diamètre) ;
― la zone de bâtiment équipée du système Power-Pipe¢ possède l'un des générateurs suivants pour assurer principalement la production d'eau chaude sanitaire :
― générateur à effet joule,
― chaudière à combustible gazeux ou liquide à accumulation,
― chaudière individuelle instantanée à combustible gazeux ou liquide,
― chaudière bois ou biomasse,
― réseau de chaleur,
― système thermodynamique (gaz ou électricité),
― système « Héliopac » relatif à l'arrêté du 1er septembre 2011 susvisé.
La mise en place d'une pompe de relevage dédiée exclusivement au bon fonctionnement de l'installation Power-Pipe¢ ne permet pas la valorisation du gain généré par le système dans le calcul de la consommation d'énergie du bâtiment.
3. Méthode de prise en compte dans les calculs
pour la partie non directement modélisable
La présente méthode propose l'intégration du système « Power-Pipe ¢ » comme suit :
― modéliser le bâtiment sur la base du calcul selon la méthode de calcul Th-CE sans système Power-Pipe¢ ;
― corriger la consommation d'énergie primaire du bâtiment ainsi obtenue (Cepinitiale) selon la méthode de calcul Th-CE par le gain en énergie primaire généré par le système Power-Pipe¢ (Ceppp) sur le bâtiment.
3.1. Calcul du coefficient de pertes énergétiques dans l'air ambiant
Le coefficient de pertes énergétiques (Cpertes) en amont et en aval de l'échangeur « Power-Pipe¢ » jusqu'au lieu de valorisation de l'eau chaude préchauffée est calculé de la façon suivante :
Vous pouvez consulter le tableau dans le
JOn° 255 du 01/11/2012 texte numéro 7
Avec :
Tef : la température moyenne annuelle de l'eau froide (en °C) en zone H1, H2 et H3 respectivement, déterminée selon les données de température utilisées dans la méthode de calcul Th-CE.
SHAPE |
TEMPÉRATURE
moyenne °C |
COEFFICIENT DE
pertes énergétiques |
|---|
H1 |
10,5 |
0,90 |
H2 |
12 |
0,89 |
H3 |
14,5 |
0,88 |
3.2. Calcul du coefficient de pertes énergétiques
dans les canalisations d'eaux usées
Le coefficient de pertes énergétiques (Fpam) dans les canalisations d'eaux usées est calculé de la façon suivante :
FPam = 1-(0,18*Lvc+0,30*Lvnc)
Avec
FPam = facteur de pertes en amont de l'installation « Power-Pipe¢ »
Lvc = longueur moyenne de canalisation d'eau usée en volume chauffé entre les douches et l'installation « Power-Pipe¢ » [en m]
Lvnc = longueur moyenne de canalisation d'eau usée en volume non chauffé entre les douches et l'installation « Power-Pipe¢ » [en m]
Les réseaux amont hors volume chauffé doivent être calorifugés par un isolant de classe 2.
3.3. Calcul du coefficient de régime transitoire
Les valeurs du coefficient de régime transitoire (Ctrans) selon l'usage de la zone de bâtiment sont données dans le tableau 1 suivant :
Tableau 1. ― Coefficient de régime transitoire (Ctrans)
selon l'usage de la zone de bâtiment
USAGES |
COEFFICIENT
de régime transitoire |
|---|
Etablissements sportifs |
1 |
Autres usages |
0,944 |
3.4. Calcul du coefficient d'efficacité instantanée
de l'échangeur « Power-Pipe¢ »
Les valeurs du coefficient d'efficacité instantanée (échangeur) de l'échangeur « Power-Pipe¢ » sont déterminées par les formules présentées dans le tableau 2 suivant :
Tableau 2. ― Efficacité instantanée du Power-Pipe
CONNEXION
équivalente
à l'eau froide
(mm) |
DIAMÈTRE
du Power-Pipe
(mm) |
ÉQUATION RELIANT L'EFFICACITÉ
du Power-Pipe¢
en fonction de sa hauteur H
exprimée en cm (H < 305 cm) |
|---|
22 |
50,8 |
échangeur = 3,44*10-8*H³ ― 2,74*10-5*H² + 7,78*10-³*H ― 8,67*10-² |
|
76,2 |
échangeur = 4,27*10-8*H³ ― 3,22*10-5*H² + 8,57*10-³*H ― 1,04*10-¹ |
|
101,6 |
échangeur = 5,51*10-8*H³ ― 3,93*10-5*H² + 9,73*10-³*H ― 1,16*10-¹ |
28 |
76,2 |
échangeur = 2,08*10-8*H³ ― 1,90*10-5H² + 6,14*10-³*H ― 7,31*10-² |
|
101,6 |
échangeur = 3,56*10-8*H³ - 2,80*10-5*H² + 7,75*10-³*H - 6,75*10-² |
3.5. Performance des montages du système « Power-Pipe¢ »
Les valeurs des coefficients de performance des différents montages, Cm selon la zone climatique, de l'échangeur « Power-Pipe¢ » sont données dans le tableau 3 suivant :
Tableau 3. ― Valeurs des coefficients de performance
des différents montages Cm
MONTAGE |
CONNEXION ÉQUIVALENTE
à l'eau froide
(mm) |
DIAMÈTRE
du Power-Pipe
(mm) |
ZONE H1 |
ZONE H2 |
ZONE H3 |
|---|
Préchauffage du générateur d'ECS |
|
50,8 |
0,72 |
0,72 |
0,70 |
|
22 |
76,2 |
0,72 |
0,71 |
0,69 |
|
|
101,6 |
0,71 |
0,70 |
0,68 |
|
28 |
76,2 |
0,73 |
0,73 |
0,71 |
|
|
101,6 |
0,72 |
0,71 |
0,69 |
Préchauffage du mitigeur |
|
50,8 |
0,80 |
0,80 |
0,81 |
|
22 |
76,2 |
0,80 |
0,80 |
0,81 |
|
|
101,6 |
0,81 |
0,81 |
0,81 |
|
28 |
76,2 |
0,79 |
0,79 |
0,80 |
|
|
101,6 |
0,80 |
0,80 |
0,81 |
Préchauffage du générateur d'ECS et du mitigeur |
|
50,8 |
|
|
|
|
28 |
76,2 |
|
|
|
|
|
101,6 |
|
1 |
|
|
28 |
76,2 |
|
|
|
|
|
101,6 |
|
|
|
3.6. Calcul de la proportion d'eau chaude sanitaire
traitée par le système « Power-Pipe¢ »
Les valeurs de la proportion d'eau chaude sanitaire consommée dans la zone de bâtiment sur laquelle le système « Power-Pipe¢ » va agir (Pecs) sont données selon l'usage de la zone de bâtiment dans le tableau 4 suivant :
Tableau 4. ― Proportion d'eau chaude sanitaire traitée par le système « Power Pipe¢ » (Pecs) selon l'usage de la zone de bâtiment
USAGES |
PROPORTION D'EAU CHAUDE
sanitaire traitée
par le Power-Pipe¢
(Pecs) en pourcentage |
|---|
Logements (individuels et collectifs) |
66 |
Hébergement |
66 |
Etablissement sanitaire avec hébergement avec blanchisserie |
42 |
Etablissement sanitaire avec hébergement sans blanchisserie |
66 |
Hôtel 1* sans blanchisserie |
70 |
Hôtel 1* avec blanchisserie |
56 |
Hôtel 2* sans blanchisserie |
75 |
Hôtel 2* avec blanchisserie |
63 |
Hôtel 3* sans blanchisserie |
80 |
Hôtel 3* avec blanchisserie |
70 |
Hôtel 4* et GC sans blanchisserie |
85 |
Hôtel 4* et GC avec blanchisserie |
76 |
Etablissements sportifs |
100 |
3.7. Calcul du rendement moyen de génération
d'eau chaude sanitaire
Les valeurs du rendement moyen de génération d'eau chaude sanitaire (gén) d'une zone de bâtiment selon le type de générateur sont données dans le tableau 5 suivant :
Tableau 5. ― Rendement moyen de génération
(gén) selon le type de générateur
TYPE DE GÉNÉRATEUR |
RENDEMENT MOYEN
de génération
(gén) en pourcentage |
|---|
Générateur à effet Joule | |
100 |
Chaudière à combustible gazeux ou liquide à accumulation | |
0,9414 × Rpn |
Chaudière individuelle instantanée à combustible gazeux ou liquide | |
0,9991 × Rpn |
Chaudière bois ou biomasse | |
0,8958 × Rpn |
Réseau de chaleur | |
100 |
Système Héliopac | |
PGS*100 |
Système
thermodynamique |
PAC absorption gaz |
COPcorrigé ECS*100 |
|
PAC électrique |
1/CoeffECSthermo* 100 % |
Avec :
Rpn : rendement PCI à pleine charge défini par la méthode de calcul Th-CE en pourcentage.
COPcorrigé_ECS : efficacité énergétique corrigée du générateur thermodynamique d'ECS, calculée selon l'arrêté du 13 janvier 2010 susvisé.
CoeffECSthermo : coefficient de conversion en eau chaude sanitaire thermodynamique calculé selon l'arrêté du 13 mai 2011 susvisé.
PGS : performance globale du système « Héliopac » calculée selon l'arrêté du 1er septembre 2011 susvisé.
3.8. Calcul du gain en énergie finale sur la consommation d'eau chaude sanitaire généré par le système « Power-Pipe » en kWhEF/an pour une zone de bâtiment
Le gain en énergie finale sur la consommation d'eau chaude sanitaire pour une zone de bâtiment est calculé de la façon suivante :
Czone = 0,9 × Cpertes × Fpam × Ctrans × Pecs × Qw × échangeur
Cpertes × Fpam × Ctrans × Pecs × Qw × échangeur
Czone = 0,9 ×
gén
Avec :
Cpertes = coefficient de pertes énergétiques en amont et en aval de l'échangeur « Power-Pipe¢ » ;
Fpam = coefficient de pertes énergétique dans les canalisations d'eaux usées ;
Ctrans = coefficient de régime transitoire ;
Pecs = proportion d'eau chaude sanitaire consommée dans la zone de bâtiment sur laquelle le système « Power-Pipe¢ » va agir en % ;
Qw = besoins d'eau chaude sanitaire de la zone, définis et déterminés selon la méthode de calcul Th-CE en kWh/an ;
Cm = coefficient de performance lié au montage ;
échangeur = coefficient d'efficacité instantanée de l'échangeur Power-Pipe¢ en régime stabilisé ;
gén = rendement moyen de génération d'eau chaude sanitaire en pourcentage.
3.9. Post-traitement pour l'intégration de la performance système « Power-Pipe¢ » dans la consommation d'énergie primaire du bâtiment
La consommation en énergie primaire du bâtiment est obtenue en apportant la correction suivante :
Cep = Cepinitiale ― Cep PP
Avec :
Cepinitiale = consommation en énergie primaire du bâtiment selon la méthode Th-CE sans le système « Power-Pipe¢ » en kWhEP/(m².an) ;
Ceppp = gain en énergie primaire généré par le système « Power-Pipe¢ » sur le bâtiment en kWhEP/(m².an).
Le gain en énergie primaire généré par le système « Power-Pipe¢ » sur le bâtiment est la somme des gains sur la consommation d'eau chaude sanitaire générés par le système « Power-Pipe¢ » sur chaque zone du bâtiment. Il est calculé de la façon suivante :
Vous pouvez consulter le tableau dans le
JOn° 255 du 01/11/2012 texte numéro 7
Avec :
Ctep = coefficient de transformation de l'énergie finale en énergie primaire défini à l'article 35 de l'arrêté du 24 mai 2006 susvisé ;
S = surface telle que définie à l'article 4 de l'arrêté du 24 mai 2006 susvisé ;
Czone = gain en énergie finale sur la consommation d'eau chaude sanitaire généré par le système « Power-Pipe¢ » en kWhEF/an pour une zone de bâtiment.
