Systèmes d’eau chaude à haute efficacité énergétique

Les systèmes de production et de transport d’eau chaude sont utilisés depuis plusieurs décennies dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Les applications sont nombreuses. Que ce soit pour la production d’eau chaude domestique ou le chauffage en passant par les procédés industriels, une quantité importante d’énergie est consacrée globalement à la production d’eau chaude. L’efficacité de ces systèmes dépend en tout premier lieu de leur conception.

Description des systèmes d’eau chaude

En chauffage, un système d’eau chaude est constitué de quelques éléments tels que la source (le ou les appareils qui chauffent l’eau), le système de distribution (la tuyauterie) et les terminaux (les appareils qui transfèrent la chaleur à la pièce, e.g. les radiateurs). Les différents types de sources sont nombreux. L’eau est souvent chauffée par des chaudières que ce soit électriques ou au gaz. D’autres types de sources possibles sont : l’énergie solaire, la géothermie, les thermopompes ou encore la récupération de la chaleur dégagée par les processus de réfrigération.  

La conception des systèmes d’eau chaude

Pour que ces systèmes puissent répondre à la demande tout en consommant le minimum d’énergie possible plusieurs paramètres de conception doivent être pris en compte. Il sera important que l’ingénieur qui conçoit le système prenne en considération les températures d’opération, les pressions et débits, la quantité d’eau chaude nécessaire, les distances de parcours des tuyaux, ainsi que la qualité de l’eau.

Si un système est mal conçu, il y aura des pertes importantes tant en eau qu’en énergie. Par exemple, des tuyaux d’eau qui sont sous-dimensionnés ou surdimensionnés rendront un système beaucoup moins efficace, d’où l’importance d’une sélection et d’un design optimal afin de chauffer l’eau à son point optimum. Il est important que le designer travaille de concert avec le client afin de concevoir un système qui va répondre à ses besoins tout en réduisant les coûts de capital et aussi d’opération.

Optimisation des systèmes d’eau chaude dès l’étape de conception

La sélection d’une source de chaleur à haute efficacité énergétique est une étape évidente dans la conception d’un système efficace. Par-contre, cela ne sera pas d’une grande utilité si une partie de la chaleur produite est perdue lors de la distribution avant d’atteindre les terminaux. Lors de la conception du système, il sera donc important de s’assurer 1) que la longueur des tuyaux entre la source et les terminaux soient la plus courte que possible et 2) qu’ils soient isolés. Si ces pertes sont réduites au minimum, le débit d’eau nécessaire s’en trouvera également réduit. Par voie de conséquences, si le débit d’eau requis est moindre, la puissance des pompes et l’énergie nécessaire pour les faire fonctionner pourront aussi être réduites.

Isolation de la tuyauterie

Certaines études récentes ont montré qu’une tuyauterie mal ou non isolée est à l’origine de pertes d’énergie très élevées. D’après l’étude de Hiller 2005A, les déperditions d’énergie dans une boucle de recirculation peuvent atteindre 10% à 20% pour un système de distribution d’eau potable. Certaines installations souffrent de pertes pouvant aller jusqu’à 90%. Le code canadien de l’énergie pour les bâtiments, le NECB établit des épaisseurs d’isolants à respecter afin de réduire les pertes thermiques dues au transport d’eau chaude.

Une bonne isolation de la tuyauterie est encore plus cruciale lorsque les tuyaux sont enfouis. Une étude a démontré qu’une isolation identique de ¾” réduit les pertes de chaleur de 94% dans le cas d’un tuyau enfoui contre 50% lorsque le tuyau est exposé à l’air. Cette différence est due au fait que le sol conduit la chaleur beaucoup mieux que l’air, d’où l’importance de bien isoler les tuyaux sous-terrains.

Conclusion

Les occasions d’économiser l’énergie consommée par les systèmes d’eau chaude sont nombreuses. Cet article ne couvre que quelques mesures parmi toutes celles qui peuvent être implémentées.

Si vous avez un projet en tête ou si vous souhaitez rendre votre bâtiment moins énergivore et réduire votre empreinte écologique, contactez-nous et l’équipe d’Ecovision Consultants sera heureuse de vous épauler.

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