13.2.1 Profil de charge des générateurs

Le profil de charge conventionnel donne pour chaque intervalle de taux de charge le coefficient de pondération correspondant.

13.2.1.1 Profil de charge conventionnel

Pour les bâtiments d’habitation, un profil de charge long est considéré (correspond au type d’horaire d’occupation longue).

Le tableau suivant donne le coefficient de pondération pour un profil de charge correspondant à une occupation longue (ex. : logement).

Taux de charge Tchx	De $0\%$ à $10\%$	De $10\%$ à $20\%$	De $20\%$ à $30\%$	De $30\%$ à $40\%$	De $40\%$ à $50\%$	De $50\%$ à $60\%$	De $60\%$ à $70\%$	De $70\%$ à $80\%$	De $80\%$ à $90\%$	De $90\%$ à $100\%$
Coefficient de pondération coeff_pondx	0,1	0,25	0,2	0,15	0,1	0,1	0,05	0,025	0,025	0

Ce profil de charge est donné sur une période de chauffe et non mensuellement. Le calcul du rendement de génération se fera donc sur toute la saison de chauffe et non mensuellement.

Pour les calculs les taux de charge sont pris en milieu de classe $(5\%;15\%;25\%;\dots ;85\%;95\%)$,

Le coefficient de pondération ${\mathrm{Coeff}}_{-}{\mathrm{pond}}_{\mathrm{X}}$ est associé au taux de charge ${\mathrm{Tch}}_{\mathrm{x}}$ qui correspond à l’intervalle $[{\mathrm{Tch}}_{\mathrm{x}}-5\%;{\mathrm{Tch}}_{\mathrm{x}}+5\%[$

13.2.1.2 Présence d’un ou plusieurs générateurs à combustion indépendants

Nous considérerons la présence dans la zone au maximum de N générateurs à combustion indépendants.

Les taux de charge doivent être pondérés par un coefficient Cdimref qui permet de prendre en compte les charges partielles.

• Pour un seul générateur à combustion de puissance installée ${\mathrm{Pn}}_{\text{gen }}$ :

$$\text{ Cdimref }=\frac{1000\ast \text{ Pn gen }}{GV\ast (\text{ Tcons }-\text{ Tbase })}$$

• Pour N générateurs à combustion :

$$\text{ Cdimref }=\frac{1000\ast \left(P{n}_{ge{n}_1}+P{n}_{ge{n}_2}+\cdots +P{n}_{ge{n}_N}\right)}{GV\ast (\text{ Tcons }-\text{ Tbase })}$$

Avec :

• $P{n}_{ge{n}_i}$ puissance installée du générateur à combustion $\mathrm{i}(\mathrm{kW})$
• GV : déperditions totales du bâtiment (W/K)
• Tbase : température extérieure de base $\left({}^{\circ }\mathrm{C}\right)$
• Tcons : température de consigne $(19^{\circ }\mathrm{C}$ en comportement conventionnel et $21^{\circ }\mathrm{C}$ en comportement dépensier)

Les profils de charge conventionnels sont modifiés pour prendre en compte les charges partielles Cdimref, le coefficient $Coef{f}_{-}pon{d}_{x_{-}dim}$ est alors affecté au taux de charge $Tc{h}_{{\chi }_{-}dim}$, on aura :

$Coef{f}_{-}pon{d}_{x\_dim}=Coef{f}_{-}pon{d}_x$

Si $\frac{{\mathrm{Tch}}_{\mathrm{X}}}{\mathrm{Cdimref}}>1$, alors sous dimensionnement de l’installation.

Sauf pour le taux de charge ${\mathrm{Tch}}_{95}$ (correspondant à une charge entre $90\%$ et $100\%$ ), on notera :

$$Tc{h}_{95\_dim}=Tc{h}_{95}$$

En présence d’un ou de N générateurs indépendants :

• le taux de charge final x de chaque générateur est : ${\mathrm{Tch}}_{{\mathrm{x}}_{-}\text{final }}={\mathrm{Tch}}_{{\mathrm{X}}_{-}\text{dim }}$
• ==Le coefficient de pondération final est : Coeff_pond ${\mathrm{x}}_{\text{ final }}$ Coeff_pond ${\mathrm{x}}_{\text{ dim }}$

13.2.1.3 Cascade de deux générateurs à combustion

Ne seront traités que les configurations de cascade à deux générateurs. En présence d’une cascade avec plus de deux générateurs, seuls les deux premiers de la cascade seront pris en compte. Aux deux générateurs seront affectés la puissance totale de l’installation. La répartition des puissances des générateurs non retenus sur les 2 générateurs modélisés dans la cascade se fera de façon à maintenir le même ratio de puissance entre les deux.

• Une donnée d’entrée est la puissance relative du générateur i : Prel(gen_i)
• Pn(gen_i) : puissance nominale du générateur i (W)

Dans notre cas avec 2 générateurs :

On détermine pour chaque point de fonctionnement x et pour chaque générateur i sa contribution ${\mathrm{CTch}}_{{\mathrm{x}}_{\_}\text{dim }}$(gen_i) au taux de charge du système Tch${\mathrm{x}}_{\text{ dim }}$ .

13.2.1.3.1 Cascade avec priorité

Dans notre cas avec 2 générateurs en cascade, le générateur 1 sera le plus performant ou à défaut le plus puissant, Il sera considéré comme prioritaire si aucune information complémentaire n’est disponible :

$$\begin{array}{c}CTc{h}_{x_{\_}dim}\left(ge{n}_{-}1\right)=\min \left(\mathrm{Prel}\left(gen\_1\right);Tc{h}_{x_{\_}dim}\right)\\ CTc{h}_{x\_dim}\left(gen\_2\right)=\min \left(\text{ Prel }\left(ge{n}_{-}2\right);Tc{h}_{x_{\_}dim}-CTc{h}_{x_{\_}dim}\left(ge{n}_{-}1\right)\right)\end{array}$$

Avec le taux de charge final suivant :

13.2.1.3.2 Cascade sans priorité (même contribution au taux de charge)

Dans ce cas les générateurs contribuent de manière au taux de charge proportionnellement à leur puissance, on écrira :

Avec le taux de charge final suivant :

Le coefficient de pondération final est :

13.2.1.4 Pertes au point de fonctionnement

• ${\mathrm{QP}}_{\mathrm{x}}(\mathrm{kW})$ : pertes au point de fonctionnement x (taux de charge $\mathrm{x}={\mathrm{Tch}}_{\mathrm{x}}$ final )
• ${\mathrm{QP}}_0$ : pertes à l’arrêt (kW)
• $R_{Pn}$ et $R_{\text{Pint }}:$ respectivement les rendements à pleine charge et à charge intermédiaire
• Pn : puissance nominale du générateur (kW)

Dans les paragraphes suivants, les rendements à pleine charge Rpn et à charge intermédiaire Rpint sont donnés dans les tableaux en PCI. Cependant, les calculs des rendements de génération sont effectués en PCS (pour éviter d’avoir des rendements $>100\%$ ). Dans les équations pour le calcul du rendement de génération, ils sont donc convertis en PCS (en les divisant par ${\mathrm{k}}_{PCS/PCI}$ ). Le DPE exprimant les consommations en kWh PCI , les rendements de génération calculés en PCS sont ensuite convertis en PCI pour leur calcul.

De même, les pertes à l’arrêt $Q_{\text{po }}$ et les puissances des veilleuses Pveil sont données pour du PCI. Pour les avoir pour du PCS avant de les utiliser dans les calculs, elles doivent être multipliées par le coefficient de conversion ${\mathrm{k}}_{PCS/PCI}$

Selon les énergies, le coefficient de conversion en $\mathrm{PCI}/\mathrm{PCS}$ est donné dans le tableau suivant :

Coefficient de conversion ${\mathrm{k}}_{PCS/PCI}$
Electricité	1
Gaz naturel	1,11
GPL	1,09
Fioul	1,07
Bois	1,08
RCU	1
Charbon	1,04

13.2.1.5 Chaudières basse température et condensation :

Pour les chaudières basse température et condensation, le point de fonctionnement w correspond à un fonctionnement à $15\%$ de charge.

Entre 0 et $15\%$ de charge :

$$Q{P}_x=\frac{\left[Q{P}_{15}-0,15\cdot Q{P}_0\right]\ast x}{0,15}+0,15\ast Q{P}_0$$

Entre 15 et $30\%$ de charge :

$$Q{P}_x=\frac{\left[Q{P}_{30}-Q{P}_{15}\right]\ast x}{0,15}+Q{P}_{15}-\frac{\left[Q{P}_{30}-Q{P}_{15}\right]\ast 0,15}{0,15}$$

Entre 30 et $100\%$ de charge :

$$\begin{array}{c}Q{P}_x=\frac{\left[Q{P}_{100}-Q{P}_{30}\right]\ast x}{0,7}+Q{P}_{30}-\frac{\left[Q{P}_{100}-Q{P}_{30}\right]\ast 0,3}{0,7}\\ Q{P}_{15}=\frac{Q{P}_{30}}{2}\end{array}$$

Pour les chaudières basse températures:

• S’il y a une régulation :

• En l’absence de régulation :

Pour les chaudières à condensation :

• S’il y a une régulation :

$Q{P}_{30}=0,3\ast Pn\ast \frac{100-\left(R_{Pint}+0,2\ast \left(33-Tfon{c}_{30}\right)\right)}{R_{Pint}+0,2\ast \left(33-Tfon{c}_{30}\right)}$

• En l’absence de régulation:

$$Q{P}_{30}=0,3\ast Pn\ast \frac{100-\left(R_{\text{Pint }}+0,2\ast \left(33-{\text{ Tfonc }}_{1}100\right)\right)}{R_{\text{Pint }}+0,2\ast \left(33-{\text{ Tfonc }}_{\_}100\right)}$$ $$Q{P}_{100}=Pn\ast \frac{100-\left(R_{Pn}+0,1\ast \left(70-{\text{ Tfonc }}_{1}100\right)\right)}{R_{Pn}+0,1\ast (70-\text{ Tfonc }100)}$$

Tfonc_100 $({}^{\circ }\mathrm{C}$ ) est la température de fonctionnement de la chaudière à $100\%$ de charge. Elle est donnée dans le tableau suivant en fonction des types d’émetteur et des différentes périodes de leur installation :

	Période
Température de distribution / Type d’émetteur	Avant 1981	Entre 1981 et 2000	Après 2000
Basse / Plancher ou plafond basse température	60	35	35
Moyenne / Radiateur à chaleur douce	80	70	60
Haute / Autres émetteurs	80	70	70

Tfonc_ $30({}^{\circ }\mathrm{C}$ ) est la température de fonctionnement de la chaudière à $30\%$ de charge. Elle est donnée dans les tableaux suivants selon le type d’installation.

Pour les chaudières à condensation :

	Période (émetteurs)
Température de distribution / Type d’émetteur	Avant 1981	Entre 1981 et 2000	Après 2000
Basse / Plancher ou plafond basse température	32	24,5	24,5
Moyenne / Radiateur à chaleur douce	38	35	32
Haute / Autres émetteurs	38	35	35

**Pour les chaudières basse température :

	Période (émetteurs)
Température de distribution / Type d’émetteur	Avant 1981	Entre 1981 et 2000	Après 2000
Basse / Plancher ou plafond basse température	42,5	35	35
Moyenne / Radiateur à chaleur douce	48,5	45,5	42,5
Haute / Autres émetteurs	48,5	45,5	45,5

Si un système de génération alimente des réseaux de distribution de températures différentes, la température de fonctionnement est prise égale à la température maximale.

Pour les installations récentes ou recommandées, les caractéristiques réelles des chaudières présentées sur les bases de données professionnelles peuvent être utilisées.

Si l’année d’installation des émetteurs est inconnue, prendre l’année de construction du bâtiment.

13.2.1.6 Chaudières standard

Pour les chaudières standards, le point de fonctionnement w correspond à un fonctionnement à $30\%$ de charge,

Entre 0 et $30\%$ de charge :

$$Q{P}_x=\frac{\left[Q{P}_{30}-0,15\ast Q{P}_0\right]\ast x}{0,3}+0,15\ast Q{P}_0$$

Entre 30 et $100\%$ de charge :

$$Q{P}_x=\frac{\left[Q{P}_{100}-Q{P}_{30}\right]\ast x}{0,7}+Q{P}_{30}-\frac{\left[Q{P}_{100}-Q{P}_{30}\right]\ast 0,3}{0,7}$$

• S’il y a une régulation

• En l’absence de régulation

$$\begin{array}{rl}& Q{P}_{100}=Pn\ast \frac{100-\left(R_{Pn}+0,1\ast \left(70-{\text{ Tfonc }}_{\_}100\right)\right)}{R_{Pn}+0,1\ast \left(70-{\text{ Tfonc }}_{\_}100\right)}\end{array}$$

Avec :

• Tfonc $\_100({}^{\circ }\mathrm{C}$ ) : température de fonctionnement de la chaudière à $100\%$ de charge. Elle est donnée dans le paragraphe précédent pour les chaudières basse température et condensation
• Tfonc ${}_{30}\left({}^{\circ }\mathrm{C}\right)$ : température de fonctionnement de la chaudière à $30\%$ de charge. Elle est donnée selon le type d’installation dans les tableaux suivants

**Pour une chaudière standard, jusqu’en 1990 :

	Période (émetteurs)
Température de distribution / Type d’émetteur	Avant 1981	Entre 1981 et 2000	Après 2000
Basse / Plancher ou plafond basse température	53	50	50
Moyenne / Radiateur à chaleur douce	59	56	53
Haute / Autres émetteurs	59	56	56

**Pour une chaudière standard, depuis 1991:

	Période (émetteurs)
Température de distribution / Type d’émetteur	Avant 1981	Entre 1981 et 2000	Après 2000
Basse / Plancher ou plafond basse température	49,5	45	45
Moyenne / Radiateur à chaleur douce	55,5	52,5	49,5
Haute / Autres émetteurs	55,5	52,5	52,5

Si un système de génération alimente des réseaux de distribution de températures différentes, la température de fonctionnement est prise égale à la température maximale.

Pour les installations récentes ou recommandées, les caractéristiques réelles des chaudières présentées sur les bases de données professionnelles peuvent être utilisées.

Si l’année d’installation des émetteurs est inconnue, prendre l’année de construction du bâtiment.