Rendements d'un réseau de chaleur
Présentation
Un réseau de chaleur est schématiquement composé d'une unité centrale produisant de la chaleur distribuée via un réseau de canalisations vers différents bâtiments pour en assurer le chauffage ; l'unité centrale de production peut être une chaufferie (gaz, charbon, bois ... ) , un centre de valorisation énergétique (CVE ou usine d'incinération des déchets ménagers) , une centrale géothermique...
Le réseau de distribution est composé de deux parties : une distribution « primaire » assurant l'acheminement de la chaleur (sous forme d'eau chaude) vers des « sous-stations » au niveau de chaque ouvrage où la chaleur est « échangée » avec un réseau de « distribution secondaire » interne au bâtiment. L'ensemble fonctionne en boucle comme un chauffage central classique.
Enfin le réseau peut desservir un groupe de bâtiments, un micro-quartier, un quartier...
Il existe environ 450 (dont les ¾ sont alimentés en énergie fossiles) desservant environ 2,1 millions d'équivalents-logements, dont 2/3 dans le secteur du logement.
Application : On fournit les données suivantes d'un réseau de chaleur dont la centrale de production fonctionne au bois énergie.
Centrale de production | Chaudière à bois énergie Rendement de production de chaleur = 0,96 | Consommation sur l'année = 180 tonnes de briquettes bois Pouvoir Calorifique = 4,90 kWh/kg |
Par ailleurs, les auxiliaires du circuit et nécessaires à son fonctionnement (brûleurs de chaudière, chaufferie, pompes pour la circulation de l'eau chaude...) ont consommés 12 MWh d'électricité sur l' année. | ||
Circuit primaire de distribution | Pertes sur le circuit de distribution = 7% de l'énergie produite en sortie de chaudière | |
Échangeur de chaleur en station | Rendement moyen des échangeurs = 0,91 | |
Circuit interne de distribution et émetteur de chaleur (radiateurs) | Rendement moyen = 0,94 | |
Question
Comment se calculent, à partir des éléments proposés, les valeurs sur une année :
1. De la totalité de l'énergie primaire consommée
2. De la totalité de l'énergie finale produite?
3. De la totalité de l'énergie utile produite ?
Éléments proposés :
A = Énergie primaire dégagée par la combustion de 180 Tonnes de briquettes
B = Rendement de production de chaleur (chaudière)
C = Énergie primaire liée à la consommation électrique des auxiliaires
D = Électricité consommée sur une année par les auxiliaires
E = pertes de distribution du circuit primaire
F = Rendement moyen des échangeurs
G = rendement moyen des de distribution et des émetteurs de chaleur
H = 1,00
I = 2,58
Question
Calculer alors ces valeurs et les rendements globaux du réseau :
Energie utile / Energie primaire
Energie finale / énergie primaire
Application numériques :
Energie primaire totale consommée sur l'année = 180 000
4,9 + 12 000
2,58 = 912 969 kWh soit 912,96 MWh
Energie finale produite sur une année = 716,58 MWh
Energie utile = 673,58 MWh
