Étude indépendante économique et comparative d'efficacité des principaux modes de chauffage actuels

Étude indépendante économique et comparative d'efficacité des principaux modes de chauffage actuels

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Choisir une solution de chauffage plutôt qu’une autre est complexe. Chaque solution présente souvent des avantages et des inconvénients. L’étude ci-dessous (présentée sous forme d’extrait) a été réalisée par un organisme de génie thermique indépendant autrichien. Elle étudie et classe les principales solutions de chauffage actuelles en fonction de leur performance thermique, et au final de leur coût global. Les radiateurs infrarouges rayonnants Heat4all ressortent comme la solution la plus économique sur 20 ans, en comparaison avec les solutions de chauffage classiques.

Sommaire (temps de lecture 30 min) :

    1. Contexte périmètre de l’étude scientifique comparative
    1. Méthodologie, bâtiment et systèmes de chauffage étudiés
    1. Régulation thermique horaire et confort thermique
    1. Description de la méthodologie de simulation numérique
    1. Scénarios de simulation thermique : description des modes de chauffage étudiés (Radiateurs électriques à infrarouges, radiateurs à infrarouges + panneaux solaires, Chaudière à granulés + Radiateurs à eau, Pompe à chaleur Air-eau + chauffage au sol, Pompe à chaleur eau glycolée-eau + chauffage au sol)
    1. Résultats techniques
    1. Résultats économiques et synthèse comparative finale
    1. Autres études scientifiques sur les radiateurs à infrarouge lointain

1) Contexte périmètre de l’étude scientifique comparative

Société d’ingénierie qui a réalisé l’étude

Note

Cette étude a été réalisée en 2 temps en 2019 et en 2022 par la société d’ingénierie indépendante autrichienne : GENIO Bauphysik GmbH, Brauhausgasse 12 9500 Villach www.genio.gmbh +43 676 5249628 andreas.karitnig@genio.gmbh

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

Contexte technique de l’étude

L’étude porte sur :

  • l’analyse d’un bloc de 6 appartements résidentiels neufs situés dans le sud de l’Autriche (étude technique (2019)

  • Chauffage d’une maison individuelle neuve (2022).

Pour la comparaison des systèmes de chauffage, une année complète (01.01.-31.12.) a été choisie comme période de simulation.

Localisation : Vienne (Autriche)

2) Méthodologie, bâtiment et systèmes de chauffage étudiés

Du point de vue méthodologique, l’étude se divise en deux parties. Les aspects thermiques et énergétiques ont été considérés à l’aide de la méthode de simulation thermique du bâtiment (section 1 et section 2). La simulation a été réalisée à l’aide d’un modèle couplé multizone du bâtiment, à l’aide du logiciel de simulation IDA-ICE v 4.8. Cinq variantes de systèmes énergétiques différents ont été simulées dans des scénarios et les résultats ont été comparés. Les variantes de système étudiées sont les suivantes :

  • Enveloppe du bâtiment : bon standard de construction neuve
  • Chauffage infrarouge HEAT4ALL Fabricant leader européen du chauffage par infrarouge
  • Chauffage infrarouge rayonnant HEAT4ALL + panneaux solaires photovoltaïques
  • Chaudière à pellets - granulés + radiateurs à eau
  • Pompe à chaleur air-eau + chauffage au sol
  • Pompe à chaleur eau glycolée-eau (forage profond) + chauffage au sol

Un calcul économique comparatif des variantes a ensuite été effectué (section 3).

Géométrie du bâtiment

La géométrie du bâtiment est définie par la surface intérieure des éléments de construction extérieurs. Les longueurs des ponts thermiques géométriques (angles de murs,…) et des raccords d’éléments de construction sont déterminés de manière automatisée et utilisées pour le calcul des ponts thermiques.

Structures des éléments de construction et fenêtres

Le bâtiment de référence est calculé en construction massive en briques (HLZ25 + EPS-WDVS). Les épaisseurs d’isolation résultent des exigences d’efficacité énergétique pour les nouveaux bâtiments (voir 1.1). Les fenêtres extérieures sont équipées d’un triple vitrage thermo-isolant. Les structures des éléments de construction extérieurs et les fenêtres extérieures sont présentées dans le graphique ci-dessous. Les valeurs caractéristiques de physique du bâtiment ont été extraites de la base de données des matériaux de construction baubook (baubook GmbH 2022). Par exemple, le balcon (étage) et l’avancée du toit à deux versants sont pris en compte dans la simulation comme ombrage fixe.

Structures des éléments de construction et fenêtres du bâtiment de référence pour l'étude thermique
Structures des éléments de construction et fenêtres du bâtiment de référence pour l’étude thermique

Air

Pendant les heures d’utilisation, on suppose un renouvellement d’air de 25 m³/h. La température de l’air entrant correspond à la température de l’air extérieur, la température de l’air sortant à la température moyenne de l’air ambiant. Ceci repose sur l’hypothèse simplifiée que les habitants assurent le renouvellement d’air nécessaire à l’hygiène pendant leur présence par l’aération des fenêtres. En complément, le renouvellement d’air (involontaire) par les défauts d’étanchéité du bâtiment (infiltration) est calculé en fonction du vent. Les hypothèses suivantes ont été formulées à cet effet :

  • Etanchéité à l’air : n50 = 3,00 ; exigence minimale selon la directive OIB 6 (OIB 2019).
  • Vitesse et direction du vent selon les données climatiques.
  • Les coefficients de pression des différentes surfaces ont été estimés à l’aide de l’algorithme interne du programme (IDA-ICE 4.8 (EQUA 2018)) sur la base de la géométrie 3D. Changement d’air entre les zones : un échange d’air entre les différentes zones thermiques est également pris en compte en raison de l’ouverture des portes. Le changement d’air est calculé à chaque moment de la simulation à partir des différences de température ou de pression entre les zones.

Gains de chaleur internes

Les gains de chaleur internes pour les appareils et l’éclairage ont été estimés sur la base de la consommation électrique moyenne d’un ménage de quatre personnes (Statistik Austria 2018). La consommation d’électricité, déduction faite des catégories chauffage et production d’eau chaude, s’élève ainsi à 3.374 kWh/a. Il en résulte une puissance thermique moyenne de 2,64 W/m² pour les appareils électriques et l’éclairage. Cette puissance thermique n’est toutefois pas supposée constante, mais varie avec un profil journalier fictif

Indicateurs énergétiques du bâtiment de référence pour l'étude thermique
Indicateurs énergétiques du bâtiment de référence pour l’étude thermique

Conditions thermiques limites

Les murs extérieurs, le plafond de l’étage supérieur et les surfaces des fenêtres sont soumis aux conditions thermiques limites selon le jeu de données climatiques. Les flux de chaleur des éléments de construction en contact avec le sol (sol au rez-de-chaussée) ont été calculés à l’aide du modèle de sol de la norme ISO 13370 (mis en œuvre dans IDA-ICE v 4.8).

Conditions météorologiques moyennes

Indicateurs météorologiques étude de performance comparée radiateurs infrarouges
Indicateurs météorologiques

3) Régulation thermique horaire et confort thermique

Chauffage d'un WC ou toilettes de restaurant pose en hauteur pour gagner de la place
Régulation thermique horaire et confort thermique

Dans la simulation, différentes régulations ont été mises en œuvre en fonction de la variante. Afin de pouvoir comparer au mieux les différents systèmes de chauffage, une régulation en fonction de la température opérationnelle a été implémentée. La température opérationnelle (“température ressentie”) comprend l’interaction entre la température de l’air et la température moyenne de rayonnement des surfaces environnantes et constitue un facteur principal du confort thermique . Une régulation effective en fonction de la température opérationnelle n’est toutefois pas techniquement praticable dans la réalité. Elle repose sur l’hypothèse idéale selon laquelle les habitants, par exemple, réduisent la température de consigne en fonction du rayonnement thermique plus élevé afin d’atteindre la “température ressentie” souhaitée. Un tel comportement des utilisateurs a pu être prouvé par des mesures dans le cadre d’études comparatives sur les chauffages à infrarouge (AEE INTEC 2018).

Note

La figure ci-dessus montre les températures de consigne choisies. Pendant les périodes d’absence, la température est abaissée (sauf pour les systèmes d’émission de chaleur à basse température).

4) Description de la méthodologie de simulation numérique

La simulation thermique des bâtiments chauffage infrarouge
La simulation thermique des bâtiments a été réalisée avec le logiciel IDA-ICE v 4.8. Les modèles thermiques et les méthodes numériques qui y sont implémentés sont documentés dans (EQUA 2018) et (Bring, Sahlin et Vuolle 1999)

Remarque sur les limites de la méthodologie de simulation :

IDA-ICE v 4.8 compte actuellement parmi les programmes de simulation les plus performants pour la simulation thermique dynamique des bâtiments. Néanmoins, la méthodologie de simulation a ses limites (modèles et conditions limites idéalisés). Il est notamment indiqué qu’une résolution spatiale des températures, des flux d’air et de chaleur au sein d’une zone thermique n’est pas possible (modèle de bilan avec un nœud d’air ambiant par zone). Ainsi, des effets tels que le réchauffement local de l’air ambiant par le rayonnement solaire ou la stratification des températures ne peuvent pas être représentés dans la simulation. La simulation pour le calcul de la charge de chauffage est effectuée avec les données météorologiques du jour de conception. Le jour de conception est simulé jusqu’à ce que le bâtiment ait atteint un état de confort thermique. Les gains de chaleur internes définis ci-dessus ne sont pas pris en compte.

5) Scénarios de simulation thermique : description des modes de chauffage étudiés

Les modes de chauffage étudiés sont les solutions de chauffage courantes les plus performantes en termes d’efficacité thermique et de confort.

5.1 Système de chauffage 01 : Chauffage infrarouge HEAT4ALL

Le système de chauffage 01 est composé de radiateurs infrarouges électriques directs décentralisés de la société HEAT4ALL. Afin d’obtenir une représentation la plus proche possible de la réalité du chauffage infrarouge HEAT4ALL, le modèle de simulation a été calibré à l’aide de données de mesure (ITW Universität Stuttgart 2016) (voir tableau 2-1). La mesure se réfère à des chauffages infrarouges HEAT4ALL avec une émissivité hémisphérique totale ε = 0,96.

Système de chauffage 01 : Chauffage infrarouge HEAT4ALL fabricant leader européen du chauffage par infrarouge

Bien que des modes de régulation plus efficaces soient en principe possibles, la régulation du chauffage à infrarouge a été représentée, dans le sens d’une hypothèse conservatrice, comme un régulateur à deux points (marche/arrêt) avec une hystérésis de 1K.

Régulation tout ou rien ON/OFF basique comme hypothèse

5.2 Système de chauffage 02 : Chauffage infrarouge HEAT4ALL + Panneaux solaires photovoltaïques

La technologie de chauffage du Système 02 est identique à celle du Système 01. De plus, un système photovoltaïque sera installé au niveau du toit.

Combinaison de panneaux photovoltaïques et de chauffages par infrarouge
L’électricité photovoltaïque produite est déterminée sur la base du rayonnement solaire à partir des données météorologiques (données horaires), de la pente du toit et de l’efficacité (constante) du système. Cela donne un rendement utilisateur annuel (rendement en courant alternatif) de 13 357 kWh.

Pour le calcul du rapport coût-efficacité, il faut également estimer la part de l’électricité photovoltaïque utilisée et celle injectée dans le réseau. À cette fin, les valeurs horaires de la production photovoltaïque ont été comparées aux valeurs horaires de la demande d’électricité. Les besoins électriques du bâtiment proviennent de l’électricité domestique (appareils électriques, éclairage…), de la préparation d’eau chaude et du chauffage infrarouge. L’évolution du courant de chauffage a été tirée de la simulation thermique du bâtiment. L’électricité domestique est basée sur la consommation électrique moyenne d’un ménage de quatre personnes (Statistics Austria 2018) moins les catégories de consommation de chauffage et d’eau chaude (profil quotidien, voir figure 1-13). La consommation électrique pour la préparation de l’eau chaude a été calculée séparément (hypothèses : besoin en eau chaude 40 l/personne/jour, ballon d’eau chaude 300 Litres, réchauffage de préférence pendant la journée).

5.3 Système de chauffage 03 : Chaudière à Pellets / granulés + radiateurs à eau

La chaleur est fournie dans le système 03 à l’aide d’une chaudière à granulés, qui a été modélisée dans la simulation à l’aide du modèle de chaudière standard IDA-ICE et des hypothèses de modèle répertoriées ci-dessous. La chaudière à pellets et le stockage des pellets sont situés dans une chaufferie (15 m²) attenante côté nord-est. Les pertes par répartition de la chaleur ont été estimées à 8 % sur la base de la longueur des tuyaux et de la température de l’eau. La chaleur est dégagée via des radiateurs plats (TV/TR = 55°C/45°C). Les capacités nominales des radiateurs sont indiquées dans le tableau ci-dessous. Le contrôle s’effectue côté eau via une vanne thermostatique (régulateur proportionnel).

Chaudière à granulés et radiateurs à eau

5.4 Système de chauffage 04 : Pompe à chaleur Air - Eau + chauffage au sol

La chaleur est générée dans le système 04 à l’aide d’une pompe à chaleur air-eau, qui a été modélisée dans la simulation avec le modèle IDA-ICE A2W_HP (COP =3,62). La pompe à chaleur est située dans une chaufferie (10 m²) accolée côté nord-est. La chaleur dans le Système 04 est fournie par un chauffage au sol (TV/TR = 40°C/30°C). Le chauffage au sol est régulé pièce par pièce à l’aide de vannes thermostatiques (régulateur proportionnel). Compte tenu de la forte inertie thermique du chauffage au sol, aucune réduction nocturne n’a été mise en œuvre dans cette variante. Les pertes par répartition de la chaleur ont été estimées à 5 % en fonction de la longueur des tuyaux et de la température de l’eau.

Pompe à chaleur Air - Eau + chauffage au sol

5.5 Système de chauffage 05 : Pompe à chaleur eau glycolée-eau (forage profond) + chauffage au sol

La chaleur est générée dans le système 04 à l’aide d’une pompe à chaleur eau glycolée-eau, qui a été modélisée dans la simulation avec le modèle IDA-ICE SWC 120H 8kW. Le forage profond a été représenté à l’aide du modèle de forage monotrou IDA-ICE. La longueur des sondes géothermiques est supposée être de 2 x 70 m. La pompe à chaleur est située dans une chaufferie (10 m²) accolée côté nord-est. Le chauffage dans le Système 05, identique au Système 04, s’effectue via un chauffage au sol (TV/TR = 40°C/30°C).

Pompe à chaleur eau glycolée-eau (forage profond)

6) Résultats techniques

Résultats du modèle de simulation des besoins en énergie des différents systèmes de chauffage

L’image ci-dessous montre la puissance calorifique des systèmes de chauffage dans les pièces à chauffer. Par rapport aux limites de l’espace du système (énergie utile), le système de chauffage infrarouge HEAT4ALL a le besoin énergétique le plus faible. Les installations avec radiateurs à eau classiques ont un besoin en énergie utile légèrement plus élevé (environ +3%). Les systèmes avec chauffage au sol ont un besoin énergétique nettement plus élevé de +18 % par rapport au système de chauffage infrarouge. En conséquence, le chauffage infrarouge nécessite moins d’énergie pour chauffer la pièce .

Besoin en énergie théorique comparés des différents modes de chauffage dans les pièces à chauffer
Exemple d’évolution journalière de la température opérationnelle et de la température de l’air ambiant pour le chauffage par le sol (à gauche), le chauffage infrarouge (au centre), et les radiateurs (à droite)

Tip

Ces différences s’expliquent par l’interaction d’une série de facteurs d’influence.

L’ingénieur Mag. Andreas Karitnig explique que, selon les principes scientifiques, une régulation selon la température opérationnelle (c’est-à-dire la température ressentie) pour les systèmes avec une part de rayonnement plus élevée (chauffage à infrarouge, chauffage par le sol) permet une température de l’air ambiant plus basse pour une sensation de température comparable.

Dans la pratique, des écarts correspondants par rapport à la température cible se produisent en raison de la régulation et du système (inertie thermique, écart de régulation permanent des vannes thermostatiques, etc.). Dans le cas des systèmes d’émission de chaleur basés principalement sur la convection (par ex. radiateurs classiques), la température de l’air ambiant, plus élevée que la température opérationnelle, se traduit par des pertes de chaleur plus importantes dues à la ventilation et à l’infiltration. Dans le cas du chauffage par le sol, la température de l’air ambiant est constamment inférieure à la température opérationnelle. La surconsommation est ici principalement due à la régulation plus lente (pas d’abaissement de la température). Dans les hypothèses choisies, le chauffage par le sol présente également une utilisation passive de l’énergie solaire plus faible. Les constructions sont également chauffées en continu la nuit et commencent la journée avec une température plus élevée, les apports solaires entraînent ainsi plus rapidement un surchauffage et sont ensuite masqués ou ventilés à l’aide de protections solaires. En revanche, les éléments de construction sont un peu plus refroidis après l’abaissement nocturne et peuvent être chargés d’énergie solaire pendant la journée.

Les différences entre les systèmes de chauffage apparaissent également très clairement si l’on considère la limite du système que constitue le bâtiment (énergie finale). Pour tous les systèmes à eau, les pertes de chaleur des conduites ou de la production de chaleur doivent être compensées, ce qui entraîne une surconsommation correspondante. En outre, il faut également tenir compte de la consommation d’énergie auxiliaire correspondante (par ex. besoin en électricité pour le fonctionnement des ventilateurs, des pompes de circulation, etc.). Dans les conditions données, les pompes à chaleur pour le chauffage atteignent des coefficients de performance annuels compris entre 3,3 (pompe à chaleur air-eau) et 4,3 (pompe à chaleur sol-eau), ce qui signifie que ces variantes de système présentent les besoins en énergie finale les plus faibles. Les variantes à pellets atteignent un rendement annuel d’environ 0,80 et présentent donc les besoins en énergie finale les plus élevés.

L’image ci-dessus compare la production photovoltaïque et la consommation d’électricité (électricité domestique, chauffage, production d’eau chaude) du Système 02 (chauffage infrarouge HEAT4All + photovoltaïque). Dans la nouvelle construction, 39% des besoins en électricité peuvent être couverts par l’installation photovoltaïque. Environ 30% de l’électricité photovoltaïque produite peut être utilisée en autoconsommation, le reste étant injecté dans le réseau. On voit donc que l’installation PV n’est pas en mesure de couvrir entièrement les besoins en électricité, même si la production annuelle dépasse la consommation annuelle. Cela résulte des profils opposés pour la consommation d’électricité (principalement l’électricité de chauffage) et la production photovoltaïque. Le chauffage à infrarouge fournit cependant une contribution précieuse à l’augmentation de la part de consommation propre (et donc à la rentabilité du système).

Lors de l’interprétation des résultats au niveau de la pièce, il faut tenir compte du fait que les différences de température qui apparaissent sont relativement faibles et dépendent de manière sensible des hypothèses choisies (régulation, comportement des utilisateurs, …). Par exemple, la température perçue dépend de la position dans la pièce. Cela signifie qu’à certains endroits de la pièce (par exemple directement devant un panneau de chauffage infrarouge ou une fenêtre), les températures de rayonnement peuvent être très différentes (par rapport aux valeurs moyennes surfaciques de la simulation). Le chauffage infrarouge en particulier présente, de par son système, une répartition relativement inhomogène dans la pièce, ce qui peut d’une part être utilisé comme un avantage pour un chauffage rapide et précis, mais qui peut d’autre part entraîner une surconsommation en cas de mise en œuvre et d’utilisation défavorables . Par conséquent, les résultats au niveau des pièces doivent être considérés comme des “valeurs typiques”, dont des écarts notables sont possibles en fonction de la situation et de l’utilisation réelles. Au niveau de la demande d’énergie finale, les résultats sont plus clairs. Certes, certaines incertitudes apparaissent ici aussi (p. ex. le taux d’utilisation annuel de la pompe à chaleur, les pertes de distribution de chaleur, …), mais il ne faut pas s’attendre à une modification du classement.

Lors de l’interprétation des résultats de l’installation photovoltaïque, il faut tenir compte du fait qu’il ne s’agit pas d’une simulation d’installation électrotechnique, mais d’un calcul ayant le caractère d’une estimation. Certains effets (par ex. la dépendance du rendement par rapport à la température, le comportement d’ombrage partiel, la couverture neigeuse, …) ne sont donc pas pris en compte. De plus, la comparaison de la production et de la consommation est effectuée sur la base de valeurs moyennes horaires. Cela tend à surestimer la consommation propre, car les fluctuations à court terme, comme les pics de charge, sont lissées par les pas de temps relativement longs.

7) Résultats économiques et synthèse comparative finale

7.1 Calcul de rentabilité, hypothèses de calcul

Suite à la simulation, un calcul économique comparatif des cinq variantes de chauffage a été effectué. Le calcul de rentabilité a été effectué en se basant sur la méthode dynamique décrite dans la norme ÖNORM M 7140.

Ces hypothèses concernent les taux d’intérêt actuels, l’inflation et les taux bruts. Les prix de l’énergie appliqués pour l’électricité et les pellets ainsi que le tarif de rachat de l’électricité photovoltaïque sont ceux applicables au moment de l’étude. Le rendement de l’installation photovoltaïque résulte de l’autoconsommation et de l’injection du surplus dans le réseau. Il convient de noter qu’au moment de l’élaboration de l’étude, les marchés de l’énergie se trouvaient dans une phase très dynamique, ce qui implique en conséquence de grandes incertitudes dans les estimations de prix. Pour l’interprétation, nous renvoyons à l’analyse de sensibilité, qui examine l’impact des prix de l’énergie sur la rentabilité. Les estimations de la durée d’utilisation des différentes parties de l’installation ont été établies sur la base des valeurs indicatives de la norme. Il y a également des approches de calcul normées pour l’entretien et la maintenance.

Les coûts d’investissement pour le chauffage infrarouge HEAT4ALL ont été fournis par le client. Les coûts d’investissement pour les variantes de chauffage à eau ont été déduits d’offres réelles d’objets comparables datant de 2021 ou 2022. Les approches de calcul pour les mesures de construction ont été fournies par un expert externe (maître d’œuvre). Pour les coûts d’investissement également, il convient de noter que les marchés des installations énergétiques se trouvaient dans une phase très dynamique au moment de l’élaboration de l’étude, ce qui implique des incertitudes dans les estimations de prix. Pour la construction neuve, on suppose qu’une chaufferie (15 m² ou 10 m²) est ajoutée côté nord-est pour les variantes avec chaudière à pellets et pompe à chaleur. Une subvention est prévue pour l’installation photovoltaïque (subvention à l’investissement OeMAG, catégorie B : 250 €/kWp).

7.2 Résultats du calcul de rentabilité

Les tableaux ci-dessous présentent les résultats du calcul de rentabilité.

Somme des valeurs actuelles sur la période considérée
résultats du calcul de rentabilité des différentes solutions de chauffage

Le tableau ci-dessus montre l’évolution des coûts totaux sur la période considérée. Les investissements initiaux marquent le point de départ en année 0, les subventions sont déduites la deuxième année, les coûts annuels (sources d’énergie, coûts fixes, maintenance, …) donnent la pente des courbes, les investissements de remplacement sont visibles sous forme de sauts dans l’année concernée et les valeurs résiduelles des éléments d’installation sont déduites la dernière année.

Analyse de sensibilité

L’analyse de sensibilité examine l’influence du prix de l’électricité et du tarif d’achat photovoltaïque sur les coûts totaux. Dans le graphique de gauche, on suppose que les prix de l’électricité sont bas, dans le graphique de droite, qu’ils sont élevés. Dans chaque graphique, le tarif d’achat photovoltaïque varie de faible (à gauche) à élevé (à droite).

variantes avec chauffage infrarouge HEAT4ALL sont les plus avantageuses du point de vue économique

Tip

Pour les nouvelles constructions, l’analyse de sensibilité montre que, dans les conditions limites choisies (efficacité énergétique très élevée, construction supplémentaire nécessaire pour la chaufferie, comportement des utilisateurs…), les variantes avec chauffage infrarouge HEAT4ALL sont les plus avantageuses du point de vue économique, même dans des conditions défavorables (prix élevé de l’électricité, tarif d’achat photovoltaïque bas). La combinaison du chauffage infrarouge avec une installation photovoltaïque permet de compenser les coûts énergétiques plus élevés, de sorte que ce système représente la variante la plus avantageuse dans tous les cas considérés.

Résumé et conclusions

En résumé, les résultats et conclusions suivants peuvent être retenus. En raison du standard thermique très élevé de l’enveloppe du bâtiment dans les nouvelles constructions, les coûts énergétiques courants passent plutôt au second plan par rapport aux coûts liés au capital et à l’exploitation. Le système “HEAT4ALL chauffage infrarouge” présente de loin les coûts d’investissement les plus bas de tous les systèmes. Bien que les coûts énergétiques courants soient plus élevés pour le chauffage à infrarouge que pour toutes les autres variantes, ce système reste au total le moins cher, compte tenu des coûts d’investissement et d’entretien comparativement élevés des systèmes comparés. La combinaison du chauffage infrarouge et du photovoltaïque s’en sort particulièrement bien d’un point de vue économique. Malgré les coûts supplémentaires liés au photovoltaïque, l’achat est bien plus avantageux que pour les systèmes avec chauffage central. Le rendement de l’installation photovoltaïque permet en outre de réaliser des bénéfices annuels.

Tant la simulation de bâtiment que le calcul de rentabilité se basent nécessairement sur des modèles et des hypothèses de calcul idéalisés. Certaines de ces hypothèses de calcul ne peuvent pas être prévues de manière fiable et sont soumises à des incertitudes significatives (évolution des taux d’intérêt et des prix, durée de vie technique, comportement des utilisateurs, …). Dans la présente étude, nous avons veillé à formuler des hypothèses aussi représentatives que possible pour les scénarios envisagés, mais des écarts significatifs peuvent tout à fait apparaître dans certains cas, en fonction de la réalisation effective. Il convient notamment de noter que les résultats de l’étude ne peuvent pas être transposés tels quels à d’autres situations (enveloppe thermique du bâtiment plus mauvaise, autres pays, autre climat, etc.

Références bibliographiques

AEE INTEC. InfraMess, Begleituntersuchung für ein Infrarot-Heizsystem und ein fernwärmebasiertes Radiatorensystem, Wohnanlage Kaindorf a.d. Sulm. Abschlussbericht, Gleisdorf: AEE - Institut für Nachhaltige Technologien, 2018. baubook GmbH. baubook-Plattform. 2022. https://www.baubook.info/ (Zugriff am Juni 2022). Bring, Axel, Per Sahlin, und Mika Vuolle. Models for Building Indoor Climate and Energy Simulation. Report of IEA SHC Task 22: Building Energy Analysis Tools, Subtask B: Model Documentation, Stokholm: KTH, Dept. of Building Sciences, 1999. E-Control. E-Control Tarifkalkulator. 2019. https://www.e-control.at/konsumenten/service-und-beratung/toolbox/tarifkalkulator (Zugriff am 17. April 2019). EQUA. Manual Version 4.8 - Getting Started with IDA Indoor Climate and Energy. Zug: EQUA Simulation AB, 2018. ITW Universität Stuttgart. Sonderuntersuchung Effizienzmessung an einem Infrarotstrahler. Prüfbericht, Stuttgart: Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart, 2016. Meteonorm. Meteonorm, Global Meteorological Database. Bern: Meteotest AG, 2015. OIB. OIB-Leitfaden OIB-RL6, Energietechnisches Verhalten von Gebäuden. Wien: Österreichisches Institut für Bautechnik, 2019. OIB. OIB-Richtlinie 6, Energieeinsparung und Wärmeschutz. Wien: Österreichisches Institut für Bautechnik, 2019. ON. ÖNORM B 8110 Wärmeschutz im Hochbau, Teil 5: Klimamodell und Nutzungsprofile. Wien: Austrian Standards Institute/Österreichisches Normungsinstitut (ON), 2012. ON. ÖNORM EN 15251 Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Geäuden - Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik. Wien: Austrian Standards Institute/Österreichisches Normungsinstitut (ON), 2007. —. ÖNORM EN ISO 10456 - Baustoffe und Bauprodukte ― Wärme- und feuchtetechnische Eigenschaften ― Tabellierte Bemessungswerte und Verfahren zur Bestimmung der wärmeschutztechnischen Nenn- und Bemessungswerte. Wien: Austrian Standards Institute/Österreichisches Normungsinstitut (ON), 2010. Perez, R, P Ineichen, E Maxwell, R Seals, und A Zelenka. „Dynamic Models for hourly global-to-direct irradiance conversion.“ Proceedings of the Biennal Congress of the International Solar Energy Society. Denver: ISES, 1991. Perez, R, R Stewart, C Arbogast, R Seals, und J Scott. „An anisotropic hourly diffuse radiation model for sloping surfaces: description, performance validation, site dependency evaluation.“ Solar Energy, 1986: 481-497.

8) Autres études scientifiques sur les radiateurs à infrarouges lointains

Tip

D’autres études scientifiques réalisées spécifiquement sur le chauffage infrarouge ont démontré que les radiateurs infrarouges installés correctement étaient une bonne alternative au chauffage au gaz en termes de consommation, coût et émissions de CO2. Par exemple celle-ci : “Case Study of the Differences between Infrared Heating and Gas Heating in Old Residential Buildings, Using Comparative Measurements” du Dr.-Ing. Peter Kosack 2009, Graduate School CVT Arbeitkreis Ökologisches Bauen TU Université Technique de Kaiserslautern).

Tip

Une autre étude réalisée par l’entreprise d’ingénierie GENIO gmbh en Autriche a démontré la performance économique du chauffage par infrarouge lointain (comparée aux autres modes de chauffage) dans l’habitat résidentiel (Ingénieur Mag. Andreas Karitnig - 2019) . Elle démontre notamment que 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%).

Tip

En 2016, l’Université de Technologie de Stuttgart (ITW) & SWT technologie ont démontré la performance des chauffages à infrarouge lointain HEAT4ALL avec un taux de rayonnement total de 71% - Dr-ing. Harald Drück). Ce taux exceptionnel doit être pris en compte pour toute comparaison à des modèles concurrents. Voir Quels sont les points importants à prendre en compte avant d’acheter un radiateur à infrarouge long ou lointain ?

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