Réalisation

Des rendements d’exception pour l’accumulateur gaz du collège République - Cholet (49)

Mis à jour le

Ce collège a fait l’objet d’une rénovation de ses équipements de production d’ECS avec la mise en place d’un accumulateur gaz.

Carte d'identité

Date des travaux :
2017
Localité :
Cholet (49)
Type de bâtiment :
Collège
Maître d'ouvrage : Conseil Général du Maine et Loire

Contexte

En 2017, le Conseil Général du Maine et Loire décide de moderniser la production d’eau chaude de la demi-pension du collège République de Cholet. Environ 450 élèves fréquentent la cantine de cet établissement. L’installation d’eau chaude sanitaire ne concerne que les appareils de cuisson et de lavage. Aucun bouclage d’eau chaude sanitaire n’est présent sur le site.

La séparation des usages est donc décidée en 2017 avec la mise en place d’un accumulateur (modèle BFC60 de marque AO Smith) pour assurer la production d’eau chaude sanitaire. Une instrumentation est également mise en place afin de tester les performances du système.

Collège République à Cholet (49)
Collège République à Cholet (49)
Accumulateur gaz BFC60 de la marque AO Smith en local technique
Accumulateur gaz BFC60 de la marque AO Smith
Accumulateur ECS BFC60 AO Smith
Accumulateur ECS BFC60 AO Smith

Instrumentation

Comme il s’agit d’une demi-pension d’un collège, nous devons distinguer 3 temps de fonctionnement pour analyser les performances des équipements.

  • Les jours où les enfants ont classe : lundi, mardi, jeudi et vendredi (40% du temps d’une année)
  • Les jours de fermeture de courte durée : les mercredis (10% du temps d’une année). A noter que les personnels de cuisine peuvent effectuer le mercredi matin des tâches requérant de l’eau chaude.
  • Les jours de fermeture plus longue : les weekends et vacances scolaires (50% du temps d’une année).

Fonctionnement les lundis, mardis, jeudis et vendredis

Exemple d’évolution de la température d’eau sur la journée du mardi 5 mars 2019
Exemple d’évolution de la température d’eau sur la journée du mardi 5 mars 2019

Tous ces jours ouvrés présentent un profil similaire avec une activité en eau chaude sanitaire uniquement de 7h à 18h. La nuit, l’appareil n’est pas sollicité donc ne se met en fonctionnement que pour compenser les pertes thermiques de son ballon de stockage, visible ici à 2h du matin et juste après 22h le soir.

Le rendement journalier d’un tel fonctionnement est mesuré à 105,7% PCI.

Caractéristiques de la production ECS
Consommation gaz 85, 6 kWh PCI
Production eau chaude sanitaire 90,4 kWh
Rendement ECS 105,7 %PCI
Volume d’eau puisé 1,6 m3
T° moyenne eau chaude sanitaire 50,8 °C

 

Puissance gaz (kWh PCI) et débit d’ECS sur la période 6h-15h
Puissance gaz (kWh PCI) et débit d’ECS sur la période 6h-15h

Un focus sur la période 6h-15h de cette journée du 5 mars 2019 met en évidence une bonne corrélation entre les appels de puissance du BFC et les débits d’eau chaude sanitaire soutirés.

Calculs des rendements sur différents jours
Calculs des rendements sur différents jours

Les mesures effectuées les autres jours, montrent une grande constance de ces excellents rendements. Sur ces quelques dates, le rendement journalier varie de 104,3% PCI à 111% PCI.

Fonctionnement les mercrediS

Puissance gaz et débit d’ECS les mercredis
Puissance gaz et débit d’ECS les mercredis

Sur ces journées, l’accumulateur gaz ne démarre que pour compenser les pertes thermiques de son stockage et le remonter en température.

Comme très peu d’ECS est utilisée, 100 litres ce mercredi 6 mai 2019, le rendement de production journalier est de 58,3% PCI.

Ce type de rendement se retrouve tous les mercredis.

Calculs des rendements de l’accumulateur ECS les mercredis
Calculs des rendements de l’accumulateur ECS les mercredis

Nous constatons également que dès qu’un minimum d’eau chaude est puisé, le rendement de l’accumulateur s’améliore.

Fonctionnement en absence prolongée

L’accumulateur gaz se met en route pour compenser les pertes de stockage de façon très constante, toutes les 9 heures. Mais comme il n’y a aucun puisage ECS, le rendement de production est nul.

Calcul des rendements de l’accumulateur ECS en période d’absence prolongée
Calcul des rendements de l’accumulateur ECS en période d’absence prolongée

L’analyse sur les vacances de février montre en effet ce rendement nul sauf pour les 11 et 12 et 20/2 où il y a eu une permanence lors des congés et donc une consommation d’eau chaude sanitaire.

Synthèse du fonctionnement sur la période de mesure

Synthèse du fonctionnement sur la période de mesure
Lors de soutirage, l’accumulateur ECS présente un rendement moyen journalier de 107,5% PCI​

Bilan

Ramené à l’année, la production d’eau chaude sanitaire du collège de Cholet représente une consommation de gaz de 16 200 kWh et une facture d’un peu plus de 1000 €.

Bilan consommation de gaz de 16 200 kWh

Cette analyse est importante car même si sur une année, un collège est fermé plus de 50% du temps, les consommations de gaz sur cette période d’inutilisation  (vacances, weekend, jours fériés et mercredis) ne représentent que 140 €/an. Soit le coût de déplacement d’un technicien si on voulait essayer d’améliorer les rendements de ces journées de fermeture.

Témoignage

Nous sommes très satisfait de cette installation qui répond parfaitement à nos exigences de confort. En moyenne le budget énergie des collèges que nous gérons s’élève à 20 k€/an pour le chauffage (80%) et l’eau chaude (20%). Dans ce cas, la facture énergétique eau chaude est donc du quart de 4000 € que consomment en moyenne nos collèges. Cette économie réalisée par le collège de Cholet pourra donc être utilisée pour financer des actions pédagogiques par exemple.
Par Maxime AUBER
Chargé de mission performance énergétique au département du Maine et Loire
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1 commentaire sur cet article
Par Frédéric Pinocheau , le 05/08/2019 à 15:54
Ingenieur Technico Commercial

Merci au Département du Maine et Loire pour la confiance accordée sur ce projet . Merci au CRIGEN , CEGIBAT , GRDF pour le travail effectué sur ce dossier .