Le développement du chauffage collectif et des solutions à base d’eau glacée en climatisation des bâtiments tertiaires remet au premier plan des thèmes oubliés : équilibrage des réseaux, comptage des consommations, régulation des émetteurs.
Dans une distribution de chauffage collectif et d’eau glacée, le comptage de l’énergie implique une mesure du débit et du volume d’eau, une mesure du ΔT – la différence entre la température d’entrée et de sortie -, une intégration des deux. Convenablement équipée, le même mécanisme peut aussi se charger de la régulation. Cette vanne TA-Smart assure les trois fonctions et communique en BLE (Bluetooth Low Energy) 5.0, BACnet MS/TP, BACnet/IP, Modbus RTU, Modbus TCP ou en à-10 V.
Pour plusieurs raisons, le vecteur eau – eau chaude pour le chauffage et eau glacée pour le rafraîchissement – fait un retour en force. Plus exactement, le chauffage collectif et la climatisation à eau glacée sont bien placés pour un nouveau développement. Tout d’abord, à travers toute l’Europe, le vecteur gaz et notamment les chaudières individuelles à gaz sont en retrait, menacés à la fois par l’augmentation des prix du vecteur gaz, le désir de ne plus subventionner la Russie et la marche de l’Europe vers le Net-Zero Carbon d’ici 2050. D’un autre côté, le renforcement du règlement F-Gaz et la modification annoncée du règlement européen Reach pèsent sur les solutions de climatisation à détente directe, notamment en climatisation des bâtiments tertiaires et favorisent un nouveau développement des solutions à base d’eau glacée.
Du coup, ce basculement vers le vecteur eau en collectif et en tertiaire remet au premier plan des préoccupations dont l’acuité s’était, à tort, un peu émoussée depuis quelques années : l’optimisation de la distribution du chauffage et de l’eau chaude collective dans un immeuble de logement, l’équilibrage et la régulation des circuits d’eau chaude et d’eau glacée, etc.
A ISH, ces thèmes étaient très présents et nous avons découvert quelques nouvelles tendances.
De nouvelles régulations pour les réseaux d’eau deux tubes étaient exposées à ISH. Ce dispositif pilote, régule et assure le comptage à l’entrée d’un ventiloconvecteur (Fan Coil Unit) alimenté en change-over. Cela signifie que pour passer du chauffage au rafraîchissement, le réseau passe de l’eau chaude à l’eau glacée : tous les ventiloconvecteurs fonctionnent simultanément en chaud ou en froid. Dans un réseau quatre tubes, en revanche, chaque ventiloconvecteur, selon les besoins du local dans lequel il se trouve, peut soit chauffer, soit rafraîchir, indépendamment des autres émetteurs de l’installation.
Une boucle unique pour le chauffage et l’eau chaude
En collectif, l’architecture hydraulique classique – une boucle pour le chauffage, une autre pour la distribution d’eau chaude sanitaire – a été remplacée par un nouveau schéma : une boucle d’eau unique qui alimente des satellites d’appartement, lesquels assurent la production d’ECS, la distribution, la régulation et le comptage du chauffage dans chaque logement. Une bonne vingtaine d’exposants proposaient ces satellites d’appartement, en général dans des armoires encastrées. Elles sont préfabriquées en fonction de la configuration des logements.
Plusieurs fabricants montraient une nouvelle évolution de ces satellites d’appartement. En effet, avec une boucle unique, la question de sa régulation se pose avec une particulière acuité. Soit la boucle est à débit constant et à une température suffisamment élevée (>50°C) pour assurer la production d’ECS instantanée à travers un petit échangeur à plaques dans chaque logement. Les possibilités de régulation de la boucle, dans ce schéma, sont faibles. Soit la boucle est régulée en fonction des besoins de chauffage – température et débit variable – sauf en été et la production d’ECS a besoin d’un complément d’énergie dans chaque logement.
A ISH, plusieurs fabricants montraient une nouvelle solution pour fonctionner dans ce second schéma, en ajoutant un chauffe-eau électrique instantané.
L’allemand Strawa proposait à ISH des satellites d’appartement conçus pour une boucle collective à débit et température variable. Pour la production d’eau chaude, un échangeur à plaques, réchauffé par la boucle, préchauffe l’eau froide. Cette eau préchauffée alimente un chauffe-eau électrique instantané CLAGE. Virtuellement tous les satellites d’appartement présentés par différents exposants contenaient un chauffe-eau CLAGE. Le chauffe-eau CLAGE est pourvu d’une électronique de régulation sophistiquée : il détecte la température de l’eau en entrée et apporte juste la quantité de chaleur nécessaire pour remonter la température à la consigne fixée par l’utilisateur.
L’italien Giacomini propose de longue date des coffrets organisés en fonction des besoins du logement et du type d’émetteur de chauffage : radiateur, plancher ou plafond chauffant-rafraîchissant. Les coffrets Giacomini contiennent un échangeur à plaques pour la production d’ECS, le comptage et la régulation émetteur par émetteur.
Danfoss proposait sa gamme de satellites d’appartement EvoFlat avec divers modèles pour la construction neuve, pour l’alimentation d’un plancher chauffant avec régulation boucle par boucle ou bien pour la rénovation avec des débits et puissances plus importants.
L’talien Caleffi propose une panoplie complète pour la régulation-programmation du chauffage logement par logement : départs thermiquement isolés, circulateur secondaire pour le logement, vanne d’équilibrage entre la boucle collective et le logement.
La régulation émetteur par émetteur
Autyre développement à ISH 2023, la régulation-programmation émetteur par émetteur, mais centralisée sur un seul thermostat programmable, se développe notablement. L’idée est simple, les têtes thermostatiques des robinets de radiateurs, les robinets des boucles de plancher ou de plafond chauffant sont motorisées, connectée et asservies à un thermostat-programmable dans le logement.
Une douzaine d’exposants de Caleffi à Honeywell-Resideo, en passant par Comap et Danfoss, proposaient plusieurs solutions différentes. Premièrement, les têtes et vannes motorisées sont reliées au secteur, comme chez Resideo. Deuxièmement, les têtes sont pourvues d’une pile, donc la durée de vie est donnée pour 7 à 10 ans, selon les constructeurs et communiquent soit par bus filaire, soit par radio. Troisièmement, sur le stand enOcean, les têtes sont pourvues d’un mécanisme de récolte d’énergie – débit dans le robinet ou différence de température entre l’entrée et la sortie du fluide, qui évite les piles et le raccordement au secteur, tout en fournissant assez d’énergie pour communiquer en protocole sans fil enOcean et pour manœuvre le robinet.
Chez Resideo, l’entreprise qui a racheté les activités de régulation de Honeywell et qui conserve le droit d’usage de la marque, toutes les vannes sont motorisées et connectées, quelles que soient leur taille : depuis le robinet de radiateur, jusqu’à la vanne trois voies de régulation.
Les vannes motorisées pour radiateur de Resideo peuvent être réglées et programmées séparément ou bien asservies à un thermostat programmable centralisé. Elles embarquent un programme pour 7 jours et font simultanément office de vanne de régulation différentielle.
Ces vannes thermiques constituent une autre solution de régulation-programmation émetteur par émetteur. Les radiateurs sont alimentés par des clarinettes départ/retour. Chaque départ est motorisé. Le moteur est alimenté en électricité par un boîtier régulateur qui reçoit par radio les informations de sondes de température et de détection de présence installées dans les différentes pièces.
Caleffi a choisi des vannes de régulation alimentées par pile et communicant par un protocole radio avec une base qui est elle-même reliée à la box internet du logement. Avec une application Caleffi, il est possible de modifier le réglage du chauffage du logement depuis n’importe où dans le monde.