Projet de feuille de route

L’immeuble objet de la rénovation thermique

Argumentaire

Le prix sont budgétaires

Ordre des actions et des investissements éventuels choisi en fonction du temps de retour économique.  Le temps de retour économique (RI) est le temps pendant lequel les économies réalisées sur les achats de combustibles (FOD , gaz ou électricité) financent l’investissement de départ.

1) Remplacement des 2 vieilles chaudières FOD fonctionnant en // par 2 chaudières gaz à condensation fonctionnant en cascade

- Avantages : 1^ère diminution de nos charges combustibles annuelles voisine de 20 à 25 000 € et réduction significative des émissions de CO2

- Retour économique : 8 ans à 10 ans pour un investissement de départ voisin de 200 000 €

Nota La fourniture de ce premier poste 1) comprendra au moins les deux piquages obturés sur le ballon tampon simplifiant la mise en place ultérieur de l’option ENR

Voir : Projet de schéma hydraulique

Plan projet d’implantation en chaufferie

Détails génération Détails isolation

2) Réduction sensible de notre besoin thermique par amélioration « à minima » de l’isolation de notre immeuble

- Avantages : 2 ^ème réduction voisine de  15 à 25%  de notre besoin en énergie thermique selon évolution de la pose des doubles vitrages (partie privative) avec diminution de nos charges chauffage et des émissions de CO2 dans le même rapport.

  - Le retour économique semble peu intéressant pour un investissement de départ important approximatif de 600 000 € 
(Poste à envisager double vitrage + Ponts thermiques planchers + complément isolation terrasses)  Voir déperdition dans les parois

Figure 1   Besoin actuel 

Figure 2    Aérothermie où aquathermie selon saison

Etape 3)  ENR sur l’air en gris clair

Etape 4)  ENR sur l’eau en gris foncé

3) Adjonction de l’option ENR 1 (PAC air).

- Avantages : réduction complémentaire voisine de 15% du prix du kWh thermique rendu dans nos appartements par 3 ^ème diminution de nos charges combustibles (gaz + elec)  et nouvelle diminution des  émissions de CO2 pour un investissement de départ voisin de 150 000 €     ENR annuel environ 300 000 kWh (en jaune sur figure ci-dessous)

Figure 3   

Besoin thermique sans isolation 0,7 MWh (G = 0,55 watt/m3 et °C )

Pour DJU = 2400°C (dT moyen 10°C) V = 16 000 m³ (Surface SHON 5900 m²)

Cout de ce premier complément ENR1

1) Prestations intellectuelles

comprenant étude de faisabilité, dossier de déclaration,

Maîtrise d'œuvre ……………… 5 000€

2) Les équipements de la PAC

- Pour 300 kW puissance thermique maximum

estimation fourniture, pose et raccordement 70 000 €

- Distribution et émission estimation zéro

Ballon tampon

Software, circuit de visualisation, modem, raccordements 3 000 €

Mise en route 10 jours à 800 €/j 8 000 €

Visualisation 3 500 €

Les 3 ballons inox du circuit ECS

Pour 3 ballons de 1 M3 avec isolation

(Montant probablement très surestimé) 20 000 €

Matériels interface circuit mixte
Comprenant vannes à boisseau sphérique de 2,5",

3 clapets anti retours ……………………… 3 000 €

3) Location grues pour mise en place des évaporateurs en terrasse

à chiffrer ?

Total prévisionnel adjonction PAC air eau 125 000 €

4) Adjonction de l’option ENR 2 (PAC eau)

- Avantages : réduction complémentaire voisine de 15% du prix du kWh thermique rendu dans nos appartements par 2 ^ème diminution de nos charges combustibles (gaz + elec)  et nouvelle diminution des  émissions
ENR annuel environ 400 000 kWh (hachuré sur figure ci-dessous) soir pour l’ensemble 3) + 4) la totalité du besoin thermique de 0,7 MWh

Cout de ce 2^ème complément ENR2

1) Prestations intellectuelles

comprenant étude de faisabilité, dossier de déclaration,

Maîtrise d'œuvre, test hydrogéologique …………………… 20 000 €

Programmation 10 000 €

2) Le forage

- Forage seul (hors équipement et fournitures électriques) 37 500 €

estimé pour 25m à 1500€/ ml (fourchette maxi 800 à 2000 €/ ml)

- Equipements pour pompe immergée à deux débits?

de 8 et 16 m3/h estimation ………. 15 000 €

3) Les équipements de surface de la PAC

- Pour 230 kW puissance thermique maximum 200 kW nominal

estimation fourniture, pose et raccordement 70 000 €

- Distribution et émission estimation zéro

Pas de ballon tampon du fait du variateur de vitesse

Software, circuit de visualisation, modem, raccordements 3 000 €

Mise en route 10 jours à 800 €/j 8 000 €

Visualisation 3 500 €

4) Matériels interface circuit mixte

Comprenant valves d'isolation à boisseau sphérique,

clapets anti retours ……………………… 7 000 €

Total prévisionnel provisoire ENR 2 (PAC eau) 174 000 €

5) Les frais d'exploitation selon le BRGM

Contrat de maintenance des deux puits

(2 visites annuelles pendant l’été avec rapport) 2000 €

Contrat de maintenance de la pompe à chaleur

de 200 à 400 kW……………….. 5500 €

Ajouter à ces frais les opérations exceptionnelles de maintenance des deux puits tous les 10 à 15 ans avec détartrage éventuels et examen endoscopiques par vidéo. De plus le circuit du fluide caloporteur doit être ausculté tous les deux ans.

Nota:

Les prix indiqués par l'Ademe (80 à 160  € / m² habitable) pour l’implantation d’une PAC sur eau de nappe semblent élevés compte tenu de l’effort de standardisation des constructeurs. Le coût du forage étant réparti sur 68 copropriétaires, il semble raisonnable de valider la valeur basse de 80 € / m².

Cela conduit en effet à un montant prévisionnel de

4700 * 80 = 376 000 € pour nos 4700 m² habitable proche du calcul ci-dessus

Financement

Poste 1)

200 000 €

Aide fiscales faibles (Crédit d’impôt sur valeur chaudières + CEE minorée).

Les économies réalisées sur le combustible finance l’investissement en 10 ans (Moins si prise de la responsabilité par le CS)

Coût pour la copropriété environ 180 000 €

Postes 1) + 2) isolation

200 000 + 600 000 = 800 000 €

Aide fiscales assez faibles (Crédit d’impôt sur valeur chaudières + CEE majorée).

Coût pour la copropriété environ 700 000 €

Postes 1) + 2) + 3) Complément ENR1 200 000 + 600 000 + 150 000 = 950 000 €

Aide fiscales plus intéressantes environ 35% de l’investissement (Crédit d’impôt sur valeur chaudières + CEE majorée + Fond chaleur renouvelable minoré).

Coût pour la copropriété environ 620 000 €

Postes 1) + 2) + 3) + 4) Compléments ENR2

200 000 + 600 000 + 150 000 + 170 000 = 1 120 000 €

Aide fiscales intéressantes 55% de l’investissement (Crédit d’impôt sur valeur chaudières + CEE majorée + Fond chaleur renouvelable majoré).

Coût pour la copropriété 520 000 €

Les coûts pour la copropriété pour les deux dernières solutions supposent que la notion « bouquet de travaux » permet d’obtenir une aide fiscale plus importante dont le montant est calculé en fonction de la quantité d’ENR produite avec la nécessité de préparer 4 à 5 dossiers de soumissions aux autorités compétentes

Commentaires techniques sur la génération sans isolation

Données de bases

Fioul ( existant) 700 000 KWh
ECS hors période de chauffe  90 litres fioul/jour soit pour 125 jour hors période de chauffe 125 x 900 = 112 000 KWh
Total 112 000 + 700 000 = 812 00 KWh
avec rendement moyen chaudières actuelles 70%

A)  Puissance thermique maxi par - 10 °C

Avec Ti -Te =  30 °C ,   G = 0,55 watt/m² °C     et ,       V= 16 000 m3
On a  P = 0,55 x 16 000 x 30 x 0,001 = 260 kW (280 kW thermique avec sécu )
+ 4 x 25 kW compresseur   Soit 100 kW de puissance électrique totale installée (50 kW au titre de la PAC air-eau + 50 kW au titre de la PAC eau-eau)

B) Puissance thermique pour Te = 5 °C (puissance utile lors de la commutation)

Pour  un Ti -Te moyen de 15 °C  la puissance utile avec sécu est égale à la moitié de la puissance maximum à -10°C extérieur

soit 280/2 = 140 kW

Avec un gain de 200 000 KWh obtenu avec l'isolation

- soit par les double vitrages solution la moins intéressante en terme de retour économique et présentant en plus l'inconvénient du  collectif  230 000 KWh

- soit par l'isolation des ponts thermiques solution la plus intéressante en termes de retour économique et présentant l'avantage du  collectif  175 000 KWh
la puissance utile ci-dessus lors de la commutation passe à de 100 kW  (140/700)x500)

Pour info :  P mini avec régulation 20% de 320 kW avec une seule chaudière De Dietrich  62 kW

C) Puissance électrique compresseurs

3)  Un GMP avec moteur asynchrone + un GMP avec moteur à vitesse variable type inverter soit    2 x 25 kW = 50 kW pour fonction air eau
4)  Un GMP avec moteur asynchrone + un GMP  avec moteur à vitesse variable type inverter soit 2 x 25 kW = 50 kW pour fonction eau eau

Puissance électrique totale installée 100 kW

D)  CO2 annuel selon fluide

1)  Fioul    1,2 MWh x 466 = 560 tonnes

2)   GAZ  seul 1 MWh x  242 = 242 tonnes    Gain 560-242= 318 tonnes

3) Gaz + PAC air (relève)    Électricité   18 tonnes
                                                      Gaz 121  tonnes
                                                     Gain 560 - (18 + 121) = 421 tonnes

4)  PAC eau + air (substitution)  Électricité. 36 tonnes
                                                      Gain 560 - 36 = 524 tonnes
Les chaudières GAZ restent en stand-by avec cette dernière solution

E)  Répartition ENR fluide payant

1)   Fioul :           pas d'ENR     700 000 kWh payant  115 m3 de fioul
2)   GAZ  seul  : pas d'ENR  700 000 kWh payant  -20% environ en coût fluide (amélioration rendement chaudières)
3)   Gaz + PAC air (relève)  :    ENR1   200 000 kWh gratuit + 100 000 kWh payés à EDF + 400 000 kWh payant à GDF en gaz = 700 000 kWh thermique
4)  PAC eau + air (substitution) :  ENR 2    500 000 kWh gratuit  + 200 000 kWh à EDF = 700 000 kWh thermique (Les chaudières GAZ  non utilisées restent en stand-by)on

F)  Ballon tampon

Il est souvent recommandé pour le chauffage thermodynamique de prévoir un ballon tampon ayant une taille de 15 litres par kW thermique utile
C'est donc un ballon de 15 x 280 = 4200 litres soit environ 4m3  qui est nécessaire. Ce ballon a une capacité assez importante mais il ne faut pas perdre de vue que cette taille correspond sensiblement au besoin journalier pour l'ECS voisin de 4 m² (1500m3 d'eau chaude a l'année) Pour générer 4 m3 d'eau chaude il faut 200 kWh si on se donne 2h pour le faire il faut une puissance de 100 kW puissance (environ 120kW avec les déperditions dans les tuyaux) puissance qui peut facilement être délivrée par la PAC air eau et à fortiori par la eau eau deux fois plus puissante Compte tenu de la constante de temps thermique de notre immeuble (300 000s) on dispose de 300 000/20 =  15000s soit environ 4h avant que la température dans les appartements ne chute de un degré alors que 2h nous suffisent

Les surfaces des figures de droite sont représentatives de l’énergie Energie = puissance x temps
Les ordonnées de toutes les figures sont représentative de la puissance thermique quittant la chaufferie.
Cette puissance est proportionnelle à la différence de température entre l’extérieur et l’intérieur du bâti