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Étude comparative de rentabilité des différents modes de chauffage pour l’habitat résidentiel : l’infrarouge Heat4all #1

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Périmètre de l’étude

L’étude a été réalisée en mai 2019 par la société d’ingénierie Autrichienne GENIO BAUPHYSIK gmbh : www.genio.gmbh (Gebäude – Energie – Innovation).

Cette société est spécialisée dans les études indépendantes de génie thermique qui font notamment appel à des simulations dynamiques numériques, à l’avant garde des technologies actuelles. L’étude fait suite à une demande d’évaluation de l’efficacité des radiateurs infrarouges Heat4all par le géant européen de la construction STRABAG.

L’étude porte sur l’analyse d’un bloc de 6 appartements résidentiels situés dans le sud de l’Autriche.

Objectifs de l’étude : thermique + économique

L’objectif de cette étude est de comparer l’efficacité énergétique et la rentabilité économique des principaux moyens de chauffage de l’habitat actuellement sur le marché.

Les modes de chauffage comparés sont :

  • Le chauffage par infrarouge Heat4All (fabricant autrichien leader en Europe des radiateurs infrarouges). Pose murale.
  • Pompe à chaleur air/eau + Chauffage au sol hydraulique. Pose murale.
  • Radiateurs à eau basse température. Pose murale.
  • Radiateurs à eau (ventilo convecteurs). Pose murale.

Les hypothèses (résumées) sur le matériel utilisé sont les suivantes :

  • Radiateurs infrarouges Heat4all disposant, entre autres, du taux de rayonnement leader sur le marché européen (71% de rayonnement). Données issues de l’étude scientifique réalisées par l’université ITW (institut für thermodynamik und wärmetechnikde) Stuttgart (Allemagne) en 2016. Depuis, les radiateurs Heat4all ont encore gagné en efficacité. En savoir plus : www.heat4all.fr
radiateur-heat4all
  • Pompe à chaleur air/eau de dernière génération disposant d’un COP réel de base de 3,62 correspondant à un équipement haut de gamme bien calibré.
  • Chauffage au sol à eau.
  • Radiateurs à eau basse température. L’énergie pour réchauffer l’eau étant fournie par un réseau de chaleur (district heating).
  • Radiateurs convecteurs à eau moto-ventilés (fan coil). L’énergie pour réchauffer l’eau étant fournie par un réseau de chaleur (district heating). L’unité dispose de son propre échangeur, filtre, ventilateur et contrôleur.
  • Le chauffage au bois ne fait pas partie du périmètre de l’étude.

Hypothèses de calculs

Les caractéristiques du bâtiment sont les suivantes :

  • Localisation : conditions climatiques typiques autrichiennes (-15°C minimum l’hiver)
  • Appartement de 3 chambres (4 occupants) de 90 m2.
  • Dernières normes (2019) en matière d’isolation thermique et phonique (matériaux et vitrages) – OIB-RL-6/2015.
simulation dynamique chauffage infrarouge

Les résultats thermiques (flux) calculés par la simulation dynamique s’appuient sur les données suivantes :

  • Caractéristiques techniques du bâtiment (géométrie, isolation, matières de construction, caractéristiques des vitrages, orientation, ombrage, ventilation air, etc.).
  • Données climatiques (température extérieure, intensité et pénétration du vent dans le bâtiment, apport solaire en fonction de l’orientation, etc.).
  • Données énergétiques liées aux équipements de chauffage utilisés (caractéristiques radiantes et convectives, prise en compte de la température opérative, etc.).
  • Données occupants (taux d’occupation variable en fonction de la journée, température de confort selon standards, apports énergétiques liés à l’occupation et à l’activité, paramètres liés à l’habillement).

Ces données constituent un référentiel de paramètres que l’on fait varier jour et nuit sur l’ensemble de la saison de chauffage (15/10-15/04) afin de recueillir les consommations équivalentes des émetteurs de chaleur.

Bilans thermiques

simulation dynamique chauffage infrarouge heat4all

Les caractéristiques des radiateurs Heat4all sont les suivantes :

  • Pièce à vivre : 1000W
  • Chambre parents : 600W
  • Chambre enfant 1 : 600W
  • Chambre enfant 2 : 600W
  • Salle de bain : 350W

Les caractéristiques du ventilo convecteur à eau chaude fourni par le réseau de chaleur de la ville :

  • Pièce à vivre : 1120W
  • Chambre parents : 695W
  • Chambre enfant 1 : 695W
  • Chambre enfant 2 : 695W
  • Salle de bain : 695W
ventilo-convecteur à eau de reseau de chaleur

Les caractéristiques des radiateurs à eau (+ réseau de chaleur de la ville) sont les suivantes :

  • Pièce à vivre : 1200W
  • Chambre parents : 600W
  • Chambre enfant 1 : 600W
  • Chambre enfant 2 : 600W
  • Salle de bain : 535W
radiateur eau reseau de chaleur
chauffage sol + pompe à chaleur

Les caractéristiques du chauffage au sol couplé à la pompe à chaleur sont les suivantes :

  • Pièce à vivre : 1126W
  • Chambre parents : 528W
  • Chambre enfant 1 : 505W
  • Chambre enfant 2 : 492W
  • Salle de bain : 189W
bilan énergétique multi énergies

Synthèse et résultats comparatifs des solutions de chauffage

Les calculs de comparaisons économiques entre les différentes solutions de chauffage sont basés sur les normes de calcul financières suivantes :

  • ONORM M 7140
  • Present value method
  • Gross cost

Coût du Kwh électricité 0.165€

Coût du Kwh énergie réseau de chaleur : 0.09€

methode de calcul simulation financiere

Résultats de l’étude comparative indépendante multi-solutions de chauffage 2019

infrarouge heat4all degxel solution chauffage la plus economique multi-chauffage

Cliquez sur l’image pour voir le détail

Décryptage :

  • La solution de chauffage par radiateurs électriques infrarouge n’est pas la plus économique si l’on ne prend en compte que le coût de l’énergie. Dans ce cas c’est la pompe à chaleur qui ressort en tête.
  • Cependant, si l’on prend en compte l’ensemble des coûts (investissement initial en capital, frais de fonctionnement, frais de maintenance, etc.) le chauffage électrique par infrarouge HEAT4ALL est la solution la plus économique (-8%) de l’ensemble des solutions étudiées (représentatives du marché actuel).
  • Bien sur, ce résultat est directement lié aux performances intrinsèques des radiateurs du fabricant autrichien, leader en Europe. Des radiateurs infrarouges de moindre qualité ne peuvent en aucun cas offrir de tels résultats.

Précisions sur les hypothèses de calcul :

  • Le thermostat d’ambiance pris en compte dans la solution chauffage par infrarouge dispose de caractéristiques techniques basiques. Des thermostats plus performants pourraient améliorer les résultats de l’infrarouge de quelques %.
  • Pompe à chaleur : Les COP de performance utilisés pour la pompe à chaleur correspondent à du matériel haut de gamme en début de vie. Les coûts d’amortissement du matériel ont été calculés sur la base d’un bloc de 6 appartements. Aussi, dans le cas d’un seul appartement équipé seul, les coûts auraient été plus élevés.

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Résumé
Comparatif de rentabilité des différents modes de chauffage dans l'habitat résidentiel
Titre de l'article
Comparatif de rentabilité des différents modes de chauffage dans l'habitat résidentiel
Description
Étude comparative indépendante efficacité des solutions de chauffage
Auteur
Foxof
Foxof
Meilleures innovations pour l’habitat