Bilan d'exploitation chauffage
L'estimation d'une consommation moyenne totale d'énergie annuelle de combustible d'un bâtiment pour une installation dépend à la fois des déperditions de base calculées sur 1°C, des caractéristiques de l'installation, des degrés-jours unifiés (DJU), cumulés sur une saison et du type d'énergie utilisée.
Les degrés jours unifiés permettent de connaître la sévérité du climat. Ils sont obtenus à partir des températures moyennes quotidiennes. Les degrés-jours sont calculés généralement sur une base de 18°C (d'où l'appellation DJU-base 18). Lorsque la température moyenne du jour est supérieure ou égale à 18°C, l'écart est compté nul. Les écarts quotidiens sont cumulés mensuellement, annuellement, ou par heure (Dh), ou sur les mois de la période de chauffage (Dju). On choisit d'effectuer les calculs sur unne période allant du 1er octobre au 20 mai, soit 232 jours.
Les besoins énergétiques d'une saison pour un hiver moyen sont donnés par l'expression suivante:
- Bch = Bilan annuel de consommation en kWh / an
- 24 = Durée journalière de chauffage en heures
- Gg = Coefficient volumique global de déperditions (W/m3 °C)
- V = Volume du local chauffé (m3)
- Σ = Exprime la sommation des écarts de températures entre l'intérieur à 18°C et l'extérieur (te) sur la base de 232 jours
- te = Température extérieure moyenne, égale à la demi-somme des valeurs maximales et minimales des températures extérieures durant la journée considérée (°C).
- Nch = Coefficient réducteur englobant à la fois le fonctionnement par intermittence, les apports internes (éclairage, occupants, etc.), les apports externes par ensoleillement (environ 0,75 pour l'habitation)
- Rg = Rendement général de l'installation regroupant les différents rendements (générateur, distribution, régulation, émission)
| Équivalences entre énergies |
L'unité légale de l'énergie est le joule (J). L'unité usuelle généralement employée est le kilowatt-heure (kWh) qui vaut 3 600 000 J
- La tonne équivalent pétrole (tep) = 10 000 thermies PCI ou 11 620 kWh (41,86 Gigajoules (Gj) )
- 1 méga-tep (Mtep) = 10^6 tep
- 1 tonne de charbon = en moyenne 0,66 tep
- 10^6 m3 de gaz naturel = 0,855 tep
- 1 m3 de bois = 0,25 tep (Deux tonnes de bois = 1 tonne de pétrole)
| Type de combustible | Densité (kg/m3) | PCI (MJ/kg) | PCI (kWh/kg) | PCI - kWh/unité | Tep |
| Fuel domestique (gasoil) | 840 | 41,83 | 11,62 | 9,76 litre | 1 |
| Gaz naturel à 15°C | 0,719 | 49,6 | 13,77 | 9,9 m3(n) | -- |
| Propane à 15°C | 1,876 | 46 | 12,78 | 23,98 m3(n) | -- |
| Butane à 15°C | 2,464 | 45,50 | 12,64 | 31,14 m3(n) | -- |
| Charbon | 700-800 | 23,98-27,72 | 6,66-7,7 | 4,66-6,16 dm3 | 0,66 |
| Bois | 350 - 1100 | 10,8-21 | 3 - 5,83 | 1,5-2,92 dm3 | 0,3 |
* PCI = pouvoir calorifique inférieur
| Programme de calcul BilanExploit |
- le bilan thermique annuel
- le bilan des dépenses financières annuelles
En complément, Il intègre également tous les équipements hydrauliques complémentaires, tels que :
- le(s) pompe(s) de circulation d'eau des circuits hydrauliques (vous imputez le débit et la HM de la pompe simplement).
- le(s) bruleur(s) de chaudière(s)
Concernant les déperditions, vous pouvez imputer soit :
- les déperditions totale du bâtiment que vous avez estimé.
- le G1 = Coefficient volumique des déperditions (W/m3 °C) - Uniquement les déperditions au travers des parois sans renouvellment d'air
- le GV = Coefficient volumique des déperditions (W/m3 °C) y compris le renouvellement d'air.
Si cette valeur est :
- > à 10, il sera considéré comme des déperditions y compris le renouvellement d'air.
- < à 10, il sera considéré comme un coefficient volumique (GV où G1)
Ordre d'idée pour le GV (Coefficient volumique des déperditions en W/m3 °C) :
- Logement neuf isolé - GV = 0,7 à 0,9 en W/m3 °C
- Logement ancien isolé - GV = 0,8 à 1,1 en W/m3 °C
- Logement ancien non isolé GV = 2 à 3,5 en W/m3 °C
Pour le G1 (Coefficient volumique des déperditions en W/m3 °C), plus le volume du bâtiment est important et plus le G1 sera faible.
- Bâtiment du tertiaire neuf isolé - G1 = 0,25 à 0,5 + renouvellement d'air 0,25 à 0,4 en W/m3 °C
- Bâtiment du tertiaire ancien isolé - G1 = 0,4 à 0,6 + renouvellement d'air 0,25 à 0,4 en W/m3 °C
- Bâtiment du tertiaire ancien non isolé - G1 = 0,8 à 1,5 + renouvellement d'air 0,25 à 0,4 en W/m3 °C
Avec le coefficient G1, vous devez en principe l'associer avec le renouvellement d'air du bâtiment.
Gg = G1 + (volume chauffé * taux de renouvellement d'air en vol/h * 0,34)
Exemple de calcul d'un bilan annuel de consommation d'énergie sur Excel.
Gg = G1 + (volume chauffé * taux de renouvellement d'air en vol/h * 0,34)
Exemple de calcul d'un bilan annuel de consommation d'énergie sur Excel.
Comparatif des dépenses en chauffage intégrant toutes les dépenses annexes de fonctionnement pour un pavillon situé en région parisienne avec un volume chauffé de 300 m3 et un coefficient volumique global de déperditions de 0,80 W/m3 °C pour différents types d'énergies, à savoir :
- Chauffage électrique : 1063,22 €
- Chauffage au gaz naturel : 694,02 €
- Chauffage au gaz propane : 1278,62 €
- Chauffage au fuel domestique : 815,02 €
| Comparaisons des énergies |
Comparatif selon le type d'énergie utilisée
| Energie | Les "plus" | Les "moins" |
| Electricité |
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| Gaz naturel |
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| Fioul |
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| Propane |
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| Bois |
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| énergie | électricité | gaz propane (cuve) | fioul domestique | gaz naturel (" de ville ") | bois |
| coût du kilowattheure (1) | 0,103 / 0,063 | 0.07 | 0,042 | 0,034 | 0,022 ~ 0,030 |
| frais annuels typiques (abonnement, location) | 104 ~ 195 | 240 | 117 | ||
| Entretien (cheminée, chaudière) | 125 € | 125 € | 125 € | 70 € | |
| convecteurs, panneaux rayonnants | oui | ||||
| radiateurs à accumulation | (rénovation) | ||||
| plancher chauffant | oui | oui | oui | oui | |
| chauffage central (radiateurs) | (peu d'intérêt) | oui | oui | oui | (contraignant) |
| poële, cheminée | oui | oui |
(1) tarif "jour" et "nuit" pour l'électricité (avec abonnement double tarif), TVA et taxes locales inclues.
Le chauffage électrique représente aujourd'hui presque un tiers du mode de chauffage utilisé pour les maisons individuelles.
L'abonnement
Pour optimiser ses dépenses, il s'agit d'opter pour un abonnement et une puissance adaptés à ses besoins.
Le tarif de base convient pour une petite installation (éclairage, d'appareils ménagers) (0,10 Eur/Kwh, abonnement annuel p.ex. 95 Eur pour une puissance de 6 KVA).
Pour optimiser ses dépenses, il s'agit d'opter pour un abonnement et une puissance adaptés à ses besoins.
Le tarif de base convient pour une petite installation (éclairage, d'appareils ménagers) (0,10 Eur/Kwh, abonnement annuel p.ex. 95 Eur pour une puissance de 6 KVA).
Le tarif heures creuses s'impose dès lors que vous possédez un chauffe-eau électrique à accumulation et/ou un chauffage électrique (0,06 Eur/Kwh les 6 heures creuses de nuit et 0,10 Eur les 18 heures pleines, abontann p.ex. 210 Eur pour 9 KVA)
Le tarif tempo est intéressant si vous faites installer un chauffage principal à l'électricité et un chauffage secondaire à utiliser les 22 jours "rouges" (par exemple une cheminée avec récupérateur de chaleur). Ce sont généralement les jours les plus froids de l'hiver. 6 tarifications sont appliquées selon les heures creuses/pleines et les jours bleu ; blanc ; rouge (de 0,06 à ... 0,46 € le kilowattheure).
Le gaz propane
C'est une énergie propre, stockée dans une cuve à l'air libre ou enterrée. Elle permet d'assurer le chauffage, l'eau chaude et la cuisson. Par contre, son prix a fortement augmenté ces dernières années la rendant moins intéressante que les solutions baséessur des pompes à chaleur. De plus, la citerne impose soit une location (230~380 Eur/an) soit une consigne (700~1400 Eur).
Le fuel domestique
Le fioul demeure bon marché mais son prix subit les fortes fluctuations du prix du pétrole
Les chaudières modernes ont un très bon rendement (85 %). Il peut assurer la production d'eau chaude mais pas la cuisson. Il faut aussi prévoir une cuve (p.ex. 900 Eur pour une cuve de 1500 litres à enterrer, soit de 2000 à 2500 Eur pose comprise). L'investissement chaudière-ballon d'eau chaude sera plus important que pour le gaz.
Le gaz naturel
C'est actuellement l'énergie fossile la moins chère. Son principal inconvénient est qu'elle ne concerne que les habitations à proximité du réseau GDF (généralement en milieu urbain ou péri-urbain). L'abonnement annuel est de l'ordre de 160 Eur.
| Chaudière à condensation |
| Maintenance et économies réalisées |
- Pose d'un thermostat d'ambiance: 10%
- Pose d'un thermostat d'ambiance programmable: 15%
- Remplacement d'un brûleur ou chaudière usagé (+ de 12 ans): 20 à 30%
Isolation thermique
- Toiture et comble: Peu coûteuse et très efficace
- Extérieure : Efficace mais reste assez chère
- Intérieure: Moins onéreuse mais moins efficace
Comment faire simplement des économies d'énergies.
Au delà de 17 à 18 °C de température ambiante, 1 degré supplémentaire augmente la facture de chauffage de 7%, chauffer à 22,23°C coûte 2 fois plus cher que de chauffer à 15/16°C.
La récente loi de simplification du droit institue un diagnostic immobilier de plus, qui doit indiquer la consommation d'énergie nécessaire pour une utilisation standardisée du bien. Sa durée de validité est de 10 ans. Dès le 1er juillet 2006, il faudra annexer ce diagnostic à toute vente immobilière. Et, à compter du 1er juillet 2007, c'est à tout contrat de location qu'il faudra le joindre.
Qu'est ce que la performance énergétique ?
La performance énergétique d'un bâtiment est la quantité d'énergie effectivement consommée ou estimée dans le cadre d'une utilisation standardisée à partir de valeurs de référence. Le diagnostic devra être accompagné de recommandations visant à l'amélioration de la performance.
La performance énergétique d'un bâtiment est la quantité d'énergie effectivement consommée ou estimée dans le cadre d'une utilisation standardisée à partir de valeurs de référence. Le diagnostic devra être accompagné de recommandations visant à l'amélioration de la performance.
Dans quel cas devra t-on on effectuer un certificat de performance énergétique ?
Lors de la construction ou de l'extension d'un bâtiment, le maître d'ouvrage devra établir le diagnostic qui devra être remis au plus tard le jour de la réception au propriétaire. En cas de vente (1er juillet 2006) ou de location (1er juillet 2007) d'un bâtiment, un certificat de performance énergétique devra être effectué (dans ce dernier cas aux frais du bailleur). Le diagnostic n'aura qu'une valeur informative. A la différence d'autres diagnostics, comme le diagnostic termites ou le diagnostic plomb, l'acquéreur ou le locataire ne pourra s'en prévaloir à l'encontre du propriétaire.
Lors de la construction ou de l'extension d'un bâtiment, le maître d'ouvrage devra établir le diagnostic qui devra être remis au plus tard le jour de la réception au propriétaire. En cas de vente (1er juillet 2006) ou de location (1er juillet 2007) d'un bâtiment, un certificat de performance énergétique devra être effectué (dans ce dernier cas aux frais du bailleur). Le diagnostic n'aura qu'une valeur informative. A la différence d'autres diagnostics, comme le diagnostic termites ou le diagnostic plomb, l'acquéreur ou le locataire ne pourra s'en prévaloir à l'encontre du propriétaire.
De quoi s’agit-il ?
En un mot, l’idée (issue d’une directive européenne) est la suivante :
En un mot, l’idée (issue d’une directive européenne) est la suivante :
- Lorsque vous achèterez ou louerez un logement le vendeur ou bailleur, devra vous faire savoir quelle sont les " performances " énergétiques du local, ceci pour vous donner une idée des charges qui vous attendent. Il devra donc vous remettre un " certificat " (de performance énergétique) établi à la suite d’un " diagnostic ".
- Ainsi, au cas où la performance sera médiocre, cela pourra donner des arguments soit pour négocier à la baisse, soit pour ne pas conclure l’affaire.
- Par ailleurs, cela pourra aussi inciter les vendeurs et bailleurs à améliorer les performances énergétiques de leur logement pour mieux valoriser celui-ci.
Conséquences possible : moins de charges pour les uns ; moins d’émissions de gaz carbonique pour tous, donc moins de problèmes pour notre pauvre planète.
Programme BilanExploit
Le programme BilanExploit est à même de fournir le diagnostic de performance énergétique à partir d'un calcul initial de déperditions fait au préalable ou sur des ratios proposé dans le programme BilanExploit.
| Therminologie bilan d'exploitation climatisation |
Le COP (coefficient de performance) - C'est une mesure d'efficacité d’une pompe à chaleur. Il est déterminé en divisant le rendement d'énergie de la pompe à chaleur par l'énergie électrique requise pour faire fonctionner la pompe à chaleur, à une température spécifique (généralement mesuré à une température de 8ºC). Plus le COP est élevé et plus la pompe à chaleur est performante. Le COP ne tient pas compte de la consommation d’électricité des pompes ou des ventilateurs centraux.
Le EER (Energy Efficiency Rating) - Il est une pratique courante dans l’industrie d’exprimer le rendement énergétique en mode refroidissement par l’EER (en anglais, energy efficiency ratio). Mesure la puissance frigorifique d'un climatiseur pour chaque unité d'énergie électrique consommée lorsqu'il fonctionne sans arrêt (généralement mesuré à une température de 28ºC). Plus le EER est élevé, plus le système est efficace. Exemple de calcul du EER : Un climatiseur de fenêtre qui emploie 1 500 watts d'électricité produira 12 000 BTU (3516 Wh), pour un EER de 8,0 (12 000 divisé par 1 500). Un climatiseur utilisant 1200 watts et qui produirait aussi 12 000 BTU serait doté d'un EER de 10, donc, plus efficace.
SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) - C'est le taux d’efficacité énergétique saisonnier. C'est la mesure de la puissance frigorifique d'un appareil durant toute une saison de refroidissement. Pour le calculer, on divise la capacité totale de l'appareil fournie pendant la saison (en BTU) par la quantité d'énergie consommée par l'appareil (en wattheures) durant cette période. Ce taux est calculé d'après une température estivale moyenne de 28 ºC.
Degrés jours de Refroidissement (CDD) - Un paramètre basé sur la température moyenne de l'air quotidienne qui est employée pour estimer l'énergie nécessaire pour refroidir l'air d'intérieur à un niveau confortable. CDDs sont calculés en soustrayant une la température de référence (24°C, par exemple) de la température moyenne de l'air quotidienne. Les jours quand la température moyenne est au-dessous de la température de référence, il n'y a aucun CDDs et le refroidissement n'est pas nécessaire.
| Méthode de calcul des coûts annuels d'énergie (Calcul du bilan annuel de consommation) |
Les formules suivantes permettent d'évaluer approximativement les coûts d'utilisation d'une climatisation. La consommation réelle d'énergie varie en fonction de plusieurs facteurs.
Méthode de calcul des coûts annuels d'énergie
- Méthode des degrés-jours : Cette procédure simple exige de connaître uniquement deux paramètres pour évaluer la consommation annuelle d’énergie.
- CAP = Capacité de refroidissement de la climatisation en W/h, pour une température d'air extérieur (Fonction de l'emplacement géographique)
- Σ = Exprime la sommation des écarts de températures entre l'intérieur (ti) et l'extérieur (te) sur la base de n jours
- ti = température ambiante de calcul (°C, en général 24°C)
- te = température extérieure de calcul (°C) estivale pour l'emplacement considéré
- COP (coefficient de performance de refroidissement)
- Rg = Rendement général de l'installation regroupant les différents rendements (distribution, régulation, émission)
- Méthode horaire : Méthode de calcul en fonction du nombre d'heures de fonctionnement équivalent à pleine charge. A titre indicatif : - 1200 heures = Zone Sud ou Sud d'ouest de la France
- 1000 heures = Zone du centre
- 800 heures = Zone nord ou Ouest
| Programme de calcul BilanExploit |
- le bilan thermique annuel
- le bilan des dépenses financières annuelles
Exemple de calcul d'un bilan annuel de consommation d'énergie sur Excel d'une installation de climatisation avec production d'eau glacée centralisée.
Comparatif des dépenses en chauffage intégrant toutes les dépenses annexes de fonctionnement pour un pavillon siué dans l'Arriège avec un volume chauffé de 300 m3 et d'un coefficient volumique global de déperditions de 0,57 W/m3 °C pour différent types d'énergie, à savoir :
| Outils de calculs d'équipements annexes |
Moteur pompe de circulation
