L’ISOLATION THERMIQUE DES CHAUFFERIES

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1 L’ISOLATION THERMIQUE DES CHAUFFERIES
2007

2 Généralités GCPGEN Références réglementaires :
DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

3 C’est sur ces éléments que l’on doit surtout porter son attention.
Généralités Dans une chaufferie, tout élément de production et de distribution de chaleur doit, par principe, être calorifugé. Certains de ces éléments sont déjà calorifugés par construction, c’est le cas des générateurs. D’autres doivent faire l’objet d’un traitement particulier au moment de l’installation. C’est sur ces éléments que l’on doit surtout porter son attention. GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

4 Éléments généralement calorifugés par construction
En général, il s’agit des générateurs et des ballons de stockage E.C.S. Ils sont fournis avec une jaquette calorifugée performante. Il n’y a pas d’isolation particulière à prévoir lors de leur mise en place. GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

5 Éléments à calorifuger optionnellement
Les pompes : Pour l’instant, l’isolation se limite aux pompes des installations de production et de distribution de froid. En général le calorifugeage est réalisé sur place et il se limite au corps de la pompe. Le calorifugeage des pompes pose des problèmes techniques tels que : la fuite normale des presse-étoupe à évacuer la réfrigération des moteurs électriques GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

6 Éléments à calorifuger optionnellement
L’expansion : Les vases d’expansion ouverts qui devaient être calorifugés pour diminuer les risques de gel sont aujourd’hui remplacés par des vases fermés à membrane sous pression d’azote ou d’air (Flexcon, Pneumatex…) ou des groupes de maintien de pression avec bâche à l’air libre. Les vases à membrane dissipent de la chaleur du fait qu’ils sont constamment remplis d’eau chaude. On les installe donc de préférence sur le circuit de retour, à plus basse température, pour limiter les pertes. Le coût du calorifugeage par rapport aux pertes d’énergie n’en justifie pas encore sa pose systématique sur ce type de vases. Par contre, la bâche à l’air libre d’un groupe de maintien de pression devrait être calorifugée pour y maintenir une température suffisante (60 °C) pour limiter la dissolution de l’air dans l’eau qui favorise la corrosion des installations. Il est intéressant de calorifuger les vases « tampons » utilisés en série, pour abaisser la température des vases d’expansion type « Pneumatex » GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

7 Éléments à calorifuger optionnellement
Les conduits de fumées métalliques de liaison : Le calorifugeage des conduits de liaison, entre les boites à fumées des chaudières et les carneaux maçonnés ou la cheminée permet d’améliorer le tirage naturel du conduit de cheminée et donc, dans certains cas, d’éviter la pose d’un extracteur. Le calorifugeage du conduit de liaison et quelquefois de la boite à fumées peut être nécessaire pour protéger de la chaleur les organes sensibles tels que les servomoteurs des vannes d’isolement de retour chaudière. Les canalisations d’eau de ville : Le calorifugeage de ces canalisations est souvent nécessaire pour arrêter la condensation de l’humidité de l’air par effet de paroi froide et éviter ainsi tout écoulement d’eau sur les chemins de câbles, les armoires électriques ou les autres canalisations calorifugées. GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

8 Éléments à calorifuger obligatoirement
Les ballons d’eau chaude à accumulation : L’enveloppe du ballon doit être calorifugée ainsi que le corps et la calotte du faisceau primaire. Les constructeurs proposent des jaquettes comportant, par exemple, une isolation collée sur une enveloppe en simili cuir démontable par fermetures éclairs. Les tuyauteries, les vannes, les accessoires hydrauliques : Les tuyauteries sont à calorifuger. Il faut toutefois tenir compte du diamètre critique en dessous duquel le calorifuge augmente les déperditions du tube. Le coût de l’énergie augmentant, le calorifugeage des vannes et des accessoires hydrauliques devient envisageable.

9 Notion d’épaisseur critique
La pose d’un calorifuge sur une tuyauterie augmente la surface d’échange de 6,3 fois l’épaisseur de l’isolant. S = s + 6,3 e s Non isolé F = K . S . Dq F = K . S . Dq e Contrairement aux parois planes, il y a des cas ou la quantité de chaleur dissipée par un tube calorifugé (mauvais coefficient de transmission et grande surface d’échange) est supérieure à la chaleur dissipée par le même tube non calorifugé (grand coefficient de transmission mais petite surface d’échange). Cette épaisseur à partir de laquelle isoler augmente les déperditions est appelée épaisseur critique. Cette notion démontre, par exemple, qu’il est inutile de calorifuger un tube de diamètre extérieur inférieur à 10 mm. GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

10 Notion d’épaisseur économique
Le choix d’une épaisseur d’isolant est généralement dicté par l’expérience. Plus cette épaisseur est importante, plus les frais d’investissement sont élevés mais plus le coût des pertes calorifiques est faible. Il existe une épaisseur optimale pour laquelle le coût d’investissement est mieux rentabilisé par le gain d’exploitation correspondant. Pour la laine de verre, les épaisseurs économiques admises sont les suivantes : Élément Épaisseur Tuyauterie de diamètre extérieur compris entre 10 et 42 mm 40 mm Tuyauterie de diamètre extérieur compris entre 49 et 76 mm Tuyauterie de diamètre extérieur égal ou supérieur à 89 mm 50 mm Appareils et robinetterie GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

11 Valeurs pratiques des pertes calorifiques des tuyauteries
Pertes horaires en Wh par mètre linéaire de tube nu (N) ou calorifugé (C) pour différentes températures de fluide et dans une ambiance à 25 °C diamètre état 90 °C 80 °C 70 °C 60 °C 55 °C 15/21 N 60 44 42 28 24 C 12 11 9 7 6 20/27 76 58 47 33 14 10 8 26/34 91 77 35 17 13 33/42 114 95 73 53 45 40/49 136 109 84 52 19 16 50/60 166 128 100 59 21 18 60/70 196 160 126 93 23 GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

12 Valeurs pratiques des pertes calorifiques des tuyauteries
Pertes horaires en Wh par mètre linéaire de tube nu (N) ou calorifugé (C) pour différentes températures de fluide et dans une ambiance à 25 °C diamètre état 90 °C 80 °C 70 °C 60 °C 55 °C 80/90 N 227 179 146 106 87 C 26 22 17 13 11 90/102 249 205 167 122 101 28 24 19 15 12 102/114 287 230 178 135 108 30 20 16 14 125/133 348 281 220 163 136 32 29 23 150/159 378 300 235 174 143 39 33 27 21 183/194 408 326 246 187 157 42 35 18 207/219 430 351 267 203 45 38 31 GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

13 Valeurs pratiques des pertes calorifiques des vannes
Pertes horaires en Wh d’une vanne nue (N) ou calorifugée (C) pour différentes températures de fluide et dans une ambiance à 25 °C diamètre état 90 °C 80 °C 70 °C 60 °C 55 °C 15/21 ½ ‘’ N 120 88 84 56 48 C 30 28 23 18 15 20/27 ¾ ‘’ 190 145 118 83 70 35 25 20 26/34 1 ‘’ 273 231 174 132 105 43 33 33/42 1 ¼ ‘’ 399 333 256 186 158 44 36 29 21 40/49 544 436 336 240 208 49 42 34 50/60 2 ‘’ 747 576 450 329 266 54 47 39 24 60/70 2 ¼ ‘’ 980 800 630 465 385 62 51 32 27 GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

14 Valeurs pratiques des pertes calorifiques des vannes
Pertes horaires en Wh d’une vanne nue (N) ou calorifugée (C) pour différentes températures de fluide et dans une ambiance à 25 °C diamètre état 90 °C 80 °C 70 °C 60 °C 55 °C 80/90 3 ‘’ N 1249 985 803 583 479 C 70 59 46 35 30 90/102 3 ½ ‘’ 1494 1230 1002 732 606 76 65 51 41 32 102/114 4 ‘’ 1866 1495 1157 878 702 84 73 56 45 39 125/133 5 ‘’ 2436 1967 1540 1141 952 90 81 64 48 42 150/159 5 ½ ‘’ 2835 2250 1763 1305 1073 113 96 78 61 49 183/194 7 ‘’ 3264 2688 1968 1496 1256 126 105 87 63 54 207/219 8 ‘’ 3655 2984 2270 1726 1420 131 110 67 58 GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

15 Comparaison des pertes vannes - tuyauteries
Estimation de l’équivalence des déperditions d’une vanne nue (N) ou calorifugée (C) en longueur de tuyauterie de même diamètre. diamètre état ml 15/21 ½ ‘’ N 2 C 2,5 20/27 ¾ ‘’ 26/34 1 ‘’ 3 33/42 1 ¼ ‘’ 3,5 2,6 40/49 4 50/60 2 ‘’ 4,5 60/70 2 ¼ ‘’ 5 2,7 diamètre état ml 80/90 3 ‘’ N 5,5 C 2,7 90/102 3 ½ ‘’ 6 102/114 4 ‘’ 6,5 2,8 125/133 5 ‘’ 7 150/159 5 ½ ‘’ 7,5 2,9 183/194 7 ‘’ 8 3 207/219 8 ‘’ 8,5 GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

16 Conclusions Le calorifugeage des tuyauteries, des coudes, des ballons d’eau chaude et des bâches est indispensable pour limiter la température de l’air ambiant de la chaufferie et s’avère rentable avec un temps de retour inférieur à un an. L’isolation des vannes présente un intérêt indéniable, mais demande un investissement plus important. Les temps de retour ne sont pas tous égaux pour un même diamètre du fait de l’utilisation de fluides à des températures ou pendant des durées très différentes. En conclusion, le coût de l’énergie augmentant, l’isolation des équipements d’une chaufferie ne peut plus être négligée. Il est souhaitable avant toute exécution de déterminer les éléments à forte dissipation calorifique et de les isoler, en priorité, avec des matériaux dont l’épaisseur sera soigneusement calculée. GCPGEN Références réglementaires : DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

17 Coquilles GCPGEN Références réglementaires :
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18 Bourrelets GCPGEN Références réglementaires :
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19 L’isolation des circuits d’eau glacée
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20 L’isolation des circuits d’eau glacée
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21 L’isolation des circuits de chauffage
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22 L’isolation des circuits de chauffage
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23 Les câbles traçants Il s’agit d’un système de chauffage électrique de faible puissance (environ 30 W/ml) qui est posé le long d’une canalisation sous le calorifuge. Il sert à réchauffer le tube pour le maintenir à une certaine température. Son auto régulation diminue la consommation d’énergie et élimine tout risque de surchauffe. DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1

24 Ils sont utilisés contre le gel des canalisations d’eau.
Les câbles chauffants Ils sont utilisés contre le gel des canalisations d’eau. DTU 61.1 (DTU P ) : Installations de gaz - cahier des charges (03/1999) - Chapitre III § 3.55 Protection contre la corrosion Visuels: GPAC001a GPFC001a ITS : Niveau 1 Ils se composent d’un câble chauffant électrique, d’un cordon de connexion terminé par une prise. Ils sont équipés d’un thermostat préassemblé.