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Récupérateur de chaleur pour douche

En mai dernier, j’ai fait installer un échangeur/récupérateur de chaleur pour la douche. J’ai trouvé ce dispositif sur internet. Le principe de cet échangeur est assez simple. Il s’agit d’un tube de cuivre de 50mm de diamètre utilisé pour l’écoulement de l’eau usée de la douche. Ce tube est entouré d’un deuxième tube de cuivre un peu plus large dans lequel on fait passer l’eau froide. C’est un échangeur à contre courant : pendant que l’eaux usée chaude de la douche s’écoule vers le bas, l’eau froide est amenée entre les parois de l’échangeur. Les calories de l’eau usée sont transmises à l’eau froide.

Le système a été installé en mode B. C’est à dire que seule l’arrivée d’eau froide de la douche passe par l’échangeur. C’est moins performant selon le constructeur mais cela à l’avantage de ne pas limiter le débit d’eau chaude pour tous les points d’eau chaude de la maison.

Afin de vérifier la pertinence de cet achat – un peu compulsif il faut l’avouer – j’ai installé des sondes de température aux entrées et sorties du systèmes :

  • Entrée d’eau froide (bleu)
  • Sortie d’eau préchauffée (jaune)
  • Eau usée provenant de la douche (rouge)
  • Eau usée vers les égouts (pourpre)

Et voici ce que ça donne sur un graphique quand on prend une douche.

Afin de calculer le gain de ce type de dispositif, j’ai calculé le delta t moyen entre l’eau froide en entrée et l’eau froide en sortie. Ensuite, sachant qu’il faut 4,186 J pour élever de un degré un gramme d’eau je peux calculer le nombre de joule épargnés et le transformer en kWh :

\(\Delta temperature * 4,186 * 1000 * litre\)

Premier cas : une douche rapide du matin (4min)

Eau consommée (total) : 48 l
Eau froide : 27,00 l
Eau chaude : 21,00 l
Température moyenne entrée eau froide : 22,78 °C
Température moyenne sortie eau froide : 26,02 °C
Delta temperature eau froide : 3,24 °C
Température moyenne entrée vidange : 26,73 °C
Température moyenne sortie vidange : 23,88 °C

Résultats :
Energie épargnée en Joule : 365908,73 J
Energie épargnée en kWh : 0,10 kWh

Deuxième cas : une longue douche (10min)

Eau consommée (total) : 117,00 l
Eau froide : 67,00 l
Eau chaude : 50,00 l
Température moyenne entrée eau froide : 19,43 °C
Température moyenne sortie eau froide : 29,17 °C
Delta temperature eau froide : 9,74 °C
Température moyenne entrée vidange : 31,76 °C
Température moyenne sortie vidange : 23,74 °C

Résultats :
Energie épargnée en Joule : 2730714,62 J
Energie épargnée en kWh : 0,76 kWh

J’ai observé des performances semblables dans le cas ou on prend 2 douches consécutivement.

Retour sur investissement

Nous somme 5 à la maison, si on considère qu’en moyenne, on prendrait :

  • 21 petites douche par semaine
  • 5 longues douche tonifiante

Cela ferait donc épargner 2,1 kWh + 3,8 kWh par semaine ou 306,8 kWh par an.

D’un point de vue écologique, c’est donc tout à fait cohérent bien que 306,8 kWh ne représente pas grand-chose dans la consommation globale d’un menage (à peine 30 l de mazout).

D’un point de vue économique, le retour sur investissement dépend de coût du chauffage de l’eau. Dans le cas où on utilise l’électricité pour chauffer l’eau, c’est assez vite rentabilisé puisque cela fait épargner environ 65€ par an (prix constant de l’énergie!). Le dispositif coutant 602€ TVAC, il est rentabilisé en moins de 10 ans.

Dans notre cas, nous avons installé des panneaux solaires thermique donc la production d’ECS l’été est gratuite. Le retour sur investissement serait donc beaucoup plus long (de l’orde de 20 à 30 ans probablement). Néanmoins, en mi-saison, le dispositif pourrait faire épargner un peu d’eau chaude.

Conclusion

Ce dispositif est un choix cohérent pour une famille nombreuse où l’ECS est exclusivement produite à partir d’électricité (résistance). Dans d’autres cas, c’est économiquement difficile à rentabiliser. Néanmoins, ce dispositif a 2 autres atouts par rapport à d’autres moyens permettant de réduire la facture énergétique pour l’ECS :

  • le système ne nécessite aucune maintenance,
  • il est simple et ne nécessite pas beaucoup d’énergie grise à la fabrication.

Ces échangeurs doivent être particulièrement adaptés pour les collectivités comme les piscine (nombreuses douches successives). Il y a d’ailleurs de nombreuses photos d’installations collectives sur le site de Gaia green.

Liens

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Chauffage, bilan après une année

Après un an sur place voici déjà l’heure des bilans énergétiques ! J’ai fait le calcul pour le chauffage du 1 mars 2013 au 28 février 2014. Ceci permet de minimiser l’impact de cet hiver particulièrement doux car le mois de mars 2013 a été particulièrement froid.

  • Jours de chauffe : 171j
  • Energie : 1952,77 kWh (dont 440 kWh pour le miroir chauffant de la salle de bain)
  • Moyenne par jour de chauffe : 11,54 kWh
  • Energie par m2 par an : 12,38 kWh

1952,77 kWh, c’est l’équivalent de 183 l de Mazout ou 391 kg de pellet (26 sacs).

On est bien en dessous des 15 à 17 kWh/m2/an annoncés par Eureca (évaluation phpp). De plus :

  • nous n’avons pas encore de voisins ce qui devait avoir un impact particulièrement négatif à cause du mitoyen (seulement 14cm d’isolant),
  • mars 2013 n’est pas vraiment représentatif car nous avons dû chauffer énormément la maison les deux à trois semaines qui ont suivi notre emménagement.

Voici le graph de la température moyenne dans le séjour. On perd environ 1 degré par étage :

A titre de comparaison, voici les chiffres si on fait le calcul pour l’hiver 2013-2014 (particulièrement doux, on a arrêté le chauffage depuis le 7/3!) :

  • Jours de chauffe : 112j
  • Energie : 1067 kWh (dont seulement 80 kWh pour le miroir chauffant de la salle de bain)
  • Moyenne par jour de chauffe : 8,93 kWh
  • Energie par m2 par an : 6,28 kWh

De la théorie à la pratique, il n’y a qu’un pas… C’est juste un grand pas !

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Le « passif », une approche dogmatique et minimaliste

Cela fait plusieurs mois que je souhaite partager mon point de vue à propos du standard « passif ».

Lorsque nous nous sommes lancés dans notre projet en 2010/2011, nous avons été séduit très vite par le standard passif. Certaines conférences auxquelles nous avons assistées – sponsorisées pour la plupart par la pmp – étaient en effet très persuasives. En cours de construction, j’ai été amené à remettre en question la pertinence de notre choix.

L’effet pervers des négawatts

Le premier déclic s’est fait à la lecture d’un article de Laurent Minguet datant de septembre 2011 : L’effet pervers des négawatts. L’article explique notamment, calculs à l’appui, quel est le choix le plus rationnel d’un point de vue économique et écologique en terme d’isolation pour un bâtiment neuf. Sa conclusion : isoler « très basse énergie », oui, « passif », non ! Dans le cas d’une rénovation, l’approche rationnelle le conduit à recommander environ une consommation de 75kWh/m2/an.

Je vais moi aussi faire de petits calculs rapides :
Si je reprends les chiffres annoncés dans l’article, j’ai dépensé 50€/m2 en plus pour arriver à une habitation proche du standard passif soit un surcout total de 10.400€ (208m2). Ce surcout de 10.400€ me permettrait d’économiser 15kWh/m2/an soit 3120kWh/an.

Si je prends cet argent et qu’à la place je l’investis dans des panneaux photovoltaïques, je vais pouvoir installer +/- 4 kWc de PV. En estimant qu’en belgique on obtient 850 kWh par kWc par an, cela nous donne donc une production de 3400 kWh. Pour un même montant investi, j’ai donc tout intérêt à installer des panneaux photovoltaïques que de passer d’un standard basse-énergie à un standard passif. Zut, c’est le contraire que j’ai fait…  🤨 De plus, d’un point de vue économique, je ne prends pas en compte dans mon calcul les primes liées à l’installation de panneaux photovoltaïques qui rendent ce dernier choix encore plus rationnel.

Il n’est donc pas toujours rationnel de vouloir consommer moins; il faut trouver le juste équilibre entre réduction de sa consommation et la production d’énergie verte.

« Passif », mais encore…

Un tout autre aspect concerne le passif dans l’évaluation de la « durabilité » d’un projet. En effet, le standard passif en-soi ne s’attèle qu’à définir des seuils de consommation d’énergie; qu’elle soit grise, verte, orange ou violette. De plus, la norme ne stipule aucune exigence en terme d’énergie grise (pour la fabrication des matériaux et la construction) ni d’exigence en terme de matériaux (contrairement à l’éco-construction par exemple). J’aurais donc tendance à considérer que ce standard est assez « minimaliste » d’un point de vue « durabilité » (préservation de notre environnement).

Je vous recommande à ce sujet un article particulièrement intéressant de Chloë Raemdonck sur le site A+ (a-plus.be): Tout passif ?

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Test blower-door

Nous avons réalisé le seul et unique test blower-door le 4 novembre dernier. Nous obtenons un renouvellement d’air de 0,40 volume par heure. Bon résultat sachant que c’était le premier test.

Les points à améliorer :

  • L’étanchéité autour des gaine VMC (réalisée dernièrement par mes soins un peut trop vite…)
  • Le collage des membranes entre les châssis et l’ossature (voir prochain post à ce sujet).

Le test a été mené par Eureca, le bureau d’étude qui nous a suivi pour notre projet de construction (étude phpp et PEB).

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Ventilation mécanique, le rendement réel de l’échangeur

J’ai pu raccorder la VMC Zehnder ComfoD 450. Il s’agit d’un modèle de base (sans commande à distance) mais, dès qu’elle est connectée à la domotique (via port série), toutes les commandes et les données sont disponibles depuis un contrôleur domotique (dans notre cas l’iPad, les smartphones et des bouttons-poussoirs de l’installation KNX).

Ainsi j’ai maintenant accès aux sondes de température. Ceci m’a permis de faire le graphique suivant :

Ce graphe représente l’évolution des températures les 3 derniers jours. En jaune, la température d’extraction de l’air, en cyan, la température de l’air pulsé, en mauve, la température de l’air extrait vers l’extérieur et enfin en rouge la température de l’air extérieur. Avec ces données de température, je me suis amusé à faire le calcul du le rendement de l’échangeur avec la formule suivante :

\(\frac {TempératurePulsion – TempératureExtérieure}{TempératureExtraction – TempératureIntérieure}\)

Zehnder annonce maximum 90% mais je n’ai pas trouvé les conditions des tests effectués. J’ai calculé le rendement moyen depuis que j’ai connecté la VMC sur le réseau domotique. En moyenne, le rendement serait de 81,9%.

Notons néanmoins que l’on parle uniquement du rendement du ventilateur. Le rendement total de l’installation devrait être plus faible à cause des pertes (principalement conduits vers l’extérieur).