Capacité doublée pour un même volume

L'astuce de l'hydraulique - Hertweck optimise l'existant et les nouvelles constructions

Niedernhall, dans le Hohenloher Land du Bade-Wurtemberg, est "verRendemixt", il n'y a pas d'autre mot. La faute en revient au bouche-à-oreille. Comme chacun sait, il bat même les stratégies de marketing les plus sophistiquées. "VerRendemixt" signifie que le mélangeur multivoies spécial transforme ici, dans de nombreux bâtiments, le retour d'un chauffage par radiateurs en départ d'un chauffage par le sol à basse température, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie. Mais ce n'est pas tout. Dans les nombreuses chaudières à copeaux et à pellets de la région, il charge et décharge les réservoirs tampons mis à disposition avec une efficacité qui double quasiment leur capacité. Pourquoi ?

Fig. 1 : Objet Baumgartner : deux mélangeurs à plusieurs voies pour le chargement et le déchargement optimisés en énergie des deux réservoirs tampons de 1 000 l. En bas à gauche (en bleu), l'échangeur de chaleur solaire sur le tampon pour la production d'eau chaude. Le tampon rouge pour l'eau de chauffage était déjà présent. Il est relié au réservoir stratifié gris argenté. L'échangeur de chaleur solaire alimente l'accumulateur à stratification à quatre niveaux différents (zones de température)

La société Hertweck existe déjà depuis trois générations. Fritz-Jürgen Hertweck, ingénieur diplômé, en assure aujourd'hui la direction opérationnelle. Il a repris l'entreprise de son père, qui fait toujours partie de la direction.
L'entreprise compte 52 employés, dont 37 travaillent sur les chantiers et 15 dans les bureaux. L'entreprise Hertweck réalise environ 70 pour cent des commandes de manière autonome, c'est-à-dire qu'elle s'occupe également de la planification, car les maîtres d'ouvrage du secteur privé contactent principalement directement le constructeur d'installations. Ce n'est que dans le secteur commercial que les commandes sont passées par le biais d'appels d'offres et de bureaux d'études.

Expert en énergies renouvelables

Le rayon d'activité dans la région de Hohenlohe est d'environ 30 kilomètres. Le portefeuille du constructeur d'installations comprend toutes les énergies renouvelables, jusqu'aux réseaux de chaleur de proximité avec installation de biogaz et chaudière à copeaux de bois. Dans la région, les maîtres d'ouvrage ont une forte tendance à utiliser des pellets et tous les types de chauffage au bois. Dans les zones urbaines de la région, c'est bien entendu la demande en technique de condensation qui domine naturellement. Mais dès que l'on s'éloigne des portes de la ville, les systèmes génératifs tels que les pellets, les copeaux de bois et les systèmes à bûches prédominent, du moins dans le carnet de commandes de la société Hertweck. Cette tendance est valable aussi bien pour les nouvelles constructions que pour les rénovations. Le gaz naturel se trouve également dans la région, de sorte que le chauffage au mazout, autrefois prédominant, est de plus en plus repoussé. Le chauffage de proximité a également sa clientèle. Ici, Hertweck coopère avec une entreprise de génie civil, la construction de la tuyauterie étant toutefois l'affaire de l'entreprise de chauffage et de climatisation.
Pour la clientèle des maisons individuelles, la pompe à chaleur entre bien sûr aussi en ligne de compte. Hertweck installe principalement des systèmes aérothermiques, car dans le Bade-Wurtemberg, la confiance dans la variante géothermique a été fortement ébranlée après les accidents de Staufen et d'ailleurs. Ce ne sont pas les autorités qui freinent, mais l'inquiétude de devoir assumer les dommages en cas de catastrophe dans le sol. Les éventuelles émissions sonores de l'unité extérieure d'une pompe à chaleur aérothermique ne dérangent pas les voisins, car on n'a construit que peu de maisons mitoyennes dans les environs de Niedernhall. Les propriétaires de maisons individuelles y disposent d'une surface de terrain suffisante pour installer l'unité de ventilation à une distance suffisante de leur propre fenêtre et de celle de leur voisin.

La valeur ajoutée reste dans la région

Fig. 2 : Niedernhall - la biomasse à notre porte

Les clients sont également disposés à passer du mazout aux pellets dans le cadre de mesures de rénovation. Bien sûr, cela présuppose un conseil qualifié. Dans le paysage naturel de Hohenlohe, la conscience écologique marquée des habitants et la biomasse visible sur le pas de la porte apportent un soutien. Avec les chaudières à bûches et à copeaux, la valeur ajoutée reste dans la région. Du côté du combustible, ce sont les petites et moyennes entreprises des environs qui profitent de ces chauffages, et non les groupes énergétiques. Pour les pellets, l'arc s'étend au-delà de la région, "mais même ici, c'est le bois des pays allemands qui fournit l'énergie, et non le gaz russe ou le pétrole arabe".
Enfin, l'argument du prix de la source d'énergie fait le reste. Celui-ci devrait être 50 % moins cher par rapport au fioul et 30 % moins cher par rapport au gaz naturel. Le DEPV Deutscher Energie- und Pelletverband publie régulièrement les chiffres comparatifs actuels. Ces dernières années, les prix des pellets ont évolué en ligne droite, avec une hausse en douceur. Il y a cinq ou six ans, il y a eu une fois un écart, mais il en est resté exactement là, à savoir cet écart. "Depuis, il existe une différence stable et attrayante par rapport aux autres sources d'énergie. De nombreux maîtres d'ouvrage optent également pour une combinaison de chauffage au bois ou aux pellets plus des capteurs solaires thermiques. En revanche, le photovoltaïque fait de moins en moins d'adeptes en raison de la réduction de la rémunération".

rMIX Chaudière à bûches et panneaux solaires

Fig. 3 : Pour chaudière à bûches et capteurs solaires (env. 10 m2). droite rendeMIX 2 x 3 pour le chargement (2 = départ et retour chaudière, 3 = tampon chaud, chaud, froid), à côté 3 x 2 pour le déchargement (3 = tampon, 2 = consommateur). La radio se trouve sur le déchargement chaud du tampon rouge vers le chauffage du radiateur (départ).

Hertweck réalise ses activités dans le domaine du photovoltaïque en coopération avec une entreprise d'électricité spécialisée, en particulier lorsqu'il s'agit de la technique de la pompe à chaleur associée à l'alimentation en électricité solaire. "Cette technique de système requiert un certain savoir-faire. Nous devrions installer un département spécial qui s'occuperait exclusivement de ce type de combinaisons. Ce n'est pas rentable. C'est pourquoi nous optons ici pour une coopération avec une entreprise qualifiée. Le maître d'ouvrage lui-même n'a qu'un seul entrepreneur, à savoir nous ou notre partenaire. Nous fonctionnons comme une communauté de travail. Cela doit être un service évident pour de telles offres".

"Ils vivent rendeMIX"

Comme nous l'avons dit dans le préambule, le constructeur de l'installation a littéralement "rerendemixé" ses environs. C'est un article paru dans une revue spécialisée qui l'a mis en contact avec le mélangeur hydraulique spécial à plusieurs voies de la société Baunach, Hückelhoven. Lors du salon ISH de Nuremberg, Fritz-Jürgen Hertweck et son chef de projet Matthias Wied ont été incités à s'informer plus en détail auprès du développeur Baunach sur cette régulation de l'aller et du retour économe en énergie. "Ce qui nous a convaincus lors de cette première rencontre, ce n'est pas seulement la technique. La présentation très compétente des processus dans le mélangeur ou dans le réseau nous a également montré que personne ne cherchait simplement à vendre quelque chose. Les gens de Baunach - cela est apparu très clairement - étaient et sont toujours derrière le produit. Ils vivent rendeMIX".
Celui-ci devait donc être une bonne chose. "Nous avons donc décidé de nous intéresser de près à cette technique et de la défendre auprès du maître d'ouvrage. Nous y sommes parvenus dans plus de 50 projets entre-temps, avec encore plus de mélangeurs multivoies - dans certains objets, deux ou trois sont en effet accrochés au mur".

Schéma de câblage rendeMIX

Chaudière gaz à condensation circuit de radiateurs non mélangé

Fig. 1 : Chaudière à gaz à condensation avec un circuit de chauffage par radiateurs non mélangé et un circuit de chauffage par le sol mélangé avec réservoir d'eau chaude sanitaire

Chaudière gaz à condensation sur réservoir tampon

Fig. 2 : Chaudière à gaz à condensation raccordée à un réservoir tampon avec un circuit de chauffage au sol mixte ainsi qu'une production d'eau chaude sanitaire via un module d'eau fraîche. Chauffage et production d'eau chaude sanitaire avec appoint solaire

Fig. 3 : Chaudière à bûches avec chargement en deux zones dans un réservoir tampon par ainsi que déchargement en deux zones pour un circuit de chauffage par le sol mixte avec utilisation du retour et un circuit de chauffage par radiateurs mixte ainsi que production d'eau chaude sanitaire par module d'eau fraîche. Chauffage et production d'eau chaude sanitaire avec appoint solaire

Fig. 4 : Schéma de câblage de l'objet Baumgartner

Trois applications différentes

Fig. 4 : Arrivée d'eau froide (spirale d'eau potable), conduite de circulation d'eau potable avec mélangeur. Température de l'eau chaude 40 °C

Hertweck utilise le rendeMIX dans les systèmes les plus divers. Tout d'abord, de manière classique, pour le couplage du retour d'un chauffage à haute température (radiateur) avec un chauffage à basse température (chauffage par le sol). L'armature transforme ici de manière presque classique le retour du radiateur en départ des serpentins dans le sol. Deuxièmement, pour le chargement de ballons tampons à deux zones. Dans ce cas, le rendeMIX veille à ce que la stratification dans le ballon soit maintenue le plus longtemps possible en alimentant la zone correspondante en fonction de la température de la source. Ce type de chargement empêche le mélange des différents niveaux et préserve ainsi aussi longtemps que possible les parts exergétiques dans l'accumulateur.
Troisièmement, la régulation de Baunach décharge les réservoirs d'eau chaude de manière tout aussi habile. Si une température de 40 degrés est suffisante, le mélangeur multivoies se base sur ce niveau. Il ne prend pas celle de 80 degrés et la refroidit à 40 degrés avec un faible retour - ce qui entraînerait des pertes de capacité considérables. "Un chargement et un déchargement non régulés réduisent de moitié la capacité d'un accumulateur. Cela s'explique très simplement : si un départ de 50 °C suffit à midi et que le mélangeur multivoies ne prélève effectivement que ces 50 °C, le bâtiment dispose encore de 80 °C le soir à partir de la zone supérieure. En revanche, si la régulation avait puisé dans les 80 degrés et les avait abaissés à 50 degrés avec de l'eau froide, la chaudière devrait chauffer le soir. Nous promettons à l'exploitant de la chaudière à bûches un gain de confort considérable. L'intervalle de rechargement est doublé. Les deux jours d'avant deviennent quatre jours. C'est ce qu'honore notre clientèle".

Capacité doublée

Fig. 5 : Installations Hertweck. Avec rendeMIX, la durée d'amortissement du capteur est divisée par deux

Pour ajouter un autre exemple : "Imaginez 3.000 litres d'eau à 40 degrés. Avec cette température, vous ne pouvez même plus vous baigner ou vous doucher, si vous tenez compte du gradient dans l'échangeur entre l'eau chaude et l'eau tampon. Il y a certes quelques kilowattheures dans l'eau, mais malheureusement peu de valeur. Maintenant, vous divisez le même contenu énergétique en zones de 60 et 25 degrés. Résultat : non seulement la famille dispose de beaucoup d'eau pour la douche, mais grâce au chargement en deux zones, vous n'avez pas besoin d'attendre une demi-journée avant d'avoir de l'eau chaude dans la salle de bains et la cuisine, si vous avez épuisé le matelas du haut du réservoir. Cela n'échappe pas au rendeMIX. Il réagit immédiatement en remplissant cette zone à haute température".
Le constructeur d'installations approfondit ce point du gain de confort et d'énergie en prenant l'exemple de l'alimentation solaire : "Il suffit de regarder un chargement à une seule zone. L'eau, quelle que soit sa température, s'écoule toujours par la même tubulure dans le tampon. Dans le ballon, l'eau passe donc de 40 °C en bas à 60 °C en haut. De plus, il ne s'agit pas d'un afflux calme, si l'on peut dire. Des turbulences se forment dans le chauffe-eau. Les parts d'eau chaude et d'eau froide se mélangent. En revanche, si l'on procédait à un chargement en deux zones, on obtiendrait une stratification relativement propre, avec peut-être 30 ou 35 °C en bas et 80 ou 90 °C en haut.
Il s'agit là, selon lui, d'un inconvénient majeur de la réglementation des zones uniques.

Gain solaire même en cas de lumière diffuse

Fig. 6 : Objet Koch. Le maître d'ouvrage : "C'est vraiment comme ça que j'ai encore de la chaleur dans le tampon le dimanche, si je charge le vendredi. Avant, je devais demander aux enfants ou aux voisins de rajouter du bois entre-temps".

L'autre : "En raison des 40 °C en bas, lors d'un chargement non régulé, le capteur solaire ne peut pas non plus se débarrasser de sa basse température. Par temps diffus, il pourrait en fait stocker les 30, 35 ou 40 °C restants. Mais l'échangeur de chaleur ne réagit pas à ce niveau : "Sur le sol, où se trouve l'échangeur de chaleur solaire, la température atteint déjà 40 °C en cas de chargement non zoné. La pompe ne fait que faire circuler la chaleur solaire. En revanche, si le sol avait 25 ou 30 °C, la chaleur diffuse profiterait également au maître d'ouvrage". L'étalement est essentiel. S'il fait froid au niveau du sol du tampon, l'installation solaire peut emmagasiner plus d'énergie.

Fig.7 : "Les températures que nous avons mesurées à des fins de contrôle correspondaient effectivement à ce qui était prévu", Matthias Wied

L'utilisation de la technique de mélange multidirectionnel a-t-elle nécessité une longue période d'apprentissage ? Fritz-Jürgen Hertweck et Matthias Wied répondent par la négative. "L'appareil fait la plupart des choses tout seul. La commande se fait uniquement par les températures. Nous n'avons pas besoin de régler les débits. Le rendeMIX les compense de lui-même. Bien sûr, il faut se pencher sur sa philosophie. Pour cela, l'entreprise HG Baunach propose du matériel de formation, le service extérieur les soutient ou vous vous rendez à une formation. Mais en principe, il s'agit tout autant d'une ou plusieurs pompes et d'un mélangeur que dans la technique de chauffage conventionnelle".
Dans la région, certaines entreprises concurrentes conservatrices observent toutefois la technique de Hertweck et les activités de vente avec méfiance. "Comme ils ne comprennent pas le système, ils s'y opposent au cas par cas en disant : 'Vous pouvez vous épargner cela, cher maître d'ouvrage, il ne veut que vous vendre quelque chose'. Il nous arrive d'entendre cela de la part de nos clients. Mais ces collègues ne se rendent pas compte qu'aujourd'hui, les maîtres d'ouvrage ne font plus inconditionnellement confiance à leurs entrepreneurs. Ils s'informent au préalable. Ils ne comprennent certes pas les détails d'une technique, mais ils reconnaissent rapidement la compétence de leur interlocuteur au cours de ces entretiens. Avec de telles remarques, celui-ci se fait en fait plus de mal qu'à nous. Je n'ai en tout cas pas connaissance d'un cas où nous aurions perdu une commande à cause de telles 'explications'", déclare le chef d'entreprise.

Examen réussi

Fig. 8 : Températures et états sur l'écran de la chaudière à bûches. Celle-ci n'a bien sûr pas dû se mettre en marche le 6 août. Le capteur solaire a chargé le tampon

Dans la phase de démarrage, l'entreprise n'a évidemment pas fait confiance naïvement à l'hydraulique de Baunach. "Tout ce qu'on nous a présenté semblait évident, mais les personnes formées au marketing ont toujours les bons arguments sous la main. De temps en temps, on est malheureusement un peu trop occupé. Nous voulions savoir si les températures et les débits se stabilisaient réellement comme on nous l'avait décrit. Nous avons donc installé des sondes et des appareils de mesure dans les premières installations et, sans être surpris, nous avons été très satisfaits de voir que les valeurs se comportaient effectivement comme prévu. C'est cette preuve qui a fait de nous des adeptes du rendeMIX".
La sympathie a commencé il y a une dizaine d'années. À l'époque, le couplage du circuit de radiateurs avec le chauffage au sol était prédominant. Mais de plus en plus, l'entreprise a découvert les avantages d'une charge et d'une décharge optimales des accumulateurs, tout particulièrement en association avec les chaudières à pellets et à bois, très répandues devant la porte. En effet, depuis la transformation, nos clients nous confirment régulièrement qu'ils partent en week-end l'esprit tranquille, car il suffit de laisser brûler la chaudière pendant quatre ou cinq heures le vendredi pour remplir le ou les accumulateurs et être ainsi sûrs qu'il y a suffisamment d'énergie valorisable - j'insiste sur le terme "valorisable" - dans le tampon et qu'elle est appelée jusqu'au dimanche soir. Le dimanche soir, elle revient régulièrement dans un appartement confortablement chaud".
Auparavant, à l'époque de l'ancien chauffage au bois, les exploitants devaient recharger le matin, le midi et le soir. Avec l'arrivée des premières chaudières à gazéification du bois équipées d'un réservoir d'accumulation, cette nécessité a été réduite à une ou deux fois par jour. Les chaudières à bois ou à pellets modernes, dont l'efficacité a encore été améliorée, permettent, en combinaison avec un accumulateur à stratification de 2.000 ou 3.000 litres, un chargement "peut-être tous les deux jours, s'il ne fait pas un froid sibérien dehors. Avec le 'rendeMIX', le niveau le plus élevé de l'optimisation hydraulique, nous doublons facilement cette fourchette. En règle générale, il suffit effectivement de n'allumer les bûches que le lundi et le vendredi", souligne Fritz-Jürgen Wied en évoquant l'énorme gain de confort.

Possibilité de convertir le stock en tampons à deux zones

Équipement de salle de bain contemporain

Fig. 9 : Tout comme la technique de chauffage innovante est une évidence pour la société Hertweck, la présentation d'équipements de salle de bains modernes l'est tout autant pour le constructeur d'installations.

En principe, chaque tampon peut être transformé en réservoir stratifié. "Lors de la rénovation, nous tombons souvent sur un chauffe-eau encore en état de marche. Nous ne faisons alors que remplacer l'ancienne chaudière à bois par une chaudière à pellets moderne, nous remplaçons le dispositif standard d'élévation de la température de retour par un mélangeur à plusieurs voies et nous transformons le réservoir de 1.000 litres ci-contre également avec un rendeMIX pour le charger en deux zones. Dans certains cas, nous soudons également les raccords nécessaires s'ils ne sont pas disponibles". Certes, cela n'est pas aussi efficace qu'avec un nouveau chauffe-eau, car les constructions modernes avec leurs déflecteurs d'eau intérieurs favorisent la stratification, "mais il faut aussi voir l'argent du client. Un jour ou l'autre, dans le cadre d'une consultation, il se dit que ça suffit. Il faut aussi pouvoir se permettre d'économiser de l'énergie. Mais je ne parle là que des cinq derniers pour cent".
Le propriétaire de l'entreprise a toutefois un souhait. Ce qui manque, c'est "un rendeMIX plus petit. La robinetterie actuelle, assez imposante, couvre certes une large gamme de débits, mais le mélangeur multivoies proposé ne doit pas fournir 30 kW pour une petite maison individuelle. Le surdimensionnement est en effet coûteux. De plus, la taille actuelle nous limite en termes d'installation. De nombreuses maisons sans sous-sol se contentent d'une chambre relativement étroite comme chaufferie. Pour y placer le distributeur au mur, il faut souvent faire quelques tractions".