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La pile à combustible (VITOVALOR 300-P)

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Evolution des systèmes énergétiques

Les tendances technologiques fortes à l’horizon 2020

Source GDF Suez - Uniclima

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Evolution des systèmes énergétiques

Le contexte

Réseau électrique français de plus en plus sollicité

Volonté politique et contexte réglementaire toujours plus contraignant en terme de

performance énergétique : réussir la Transition Energétique en respectant les objectifs

européens : Paquet Energie Climat (3x20)

français : Grenelle de l’Environnement (BEPOS et -38 % d’énergie dans l’existant)

Intérêt grandissant des utilisateurs pour l’autoconsommation et l’autoproduction d’électricité

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Evolution des systèmes énergétiques

Les nouvelles technologies

Les solutions Viessmann (micro cogénérateurs et piles)

Besoins -

+Neuf Existant

Besoins > 20.000 kWh/aFaibles besoins

VITOVALOR 300-P

Technologie PEMFCVITOTWIN 300-W et 350-F

Moteur Stirling

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Evolution des systèmes énergétiques

Les nouvelles technologies Viessmann (les piles)

VITOVALOR 300-P

Pile à Combustible VIESSMANN

La première pile à combustible fabriquée en série

et prête pour le marché européen. Pile introduite

sur le marché allemand depuis avril 2014.

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Evolution des systèmes énergétiques

Fonctionnement

Une pile à combustible est un réacteur électrochimique qui convertit

l’énergie chimique d’un combustible en électricité et chaleur sans

combustion et sans partie en mouvement.

Alimenté au gaz naturel, le cœur de

pile transforme le gaz naturel en

hydrogène qui réagit avec l’oxygène

de l’air entre deux électrodes (anode,

cathode) séparées par un électrolyte.

Cette réaction d’oxydoréduction

assure une production d’électricité et

de chaleur

Chaleur

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Evolution des systèmes énergétiques

Caractéristiques techniques (module pile)

Idéalement adaptée pour le neuf et les bâtiments à faibles besoins

Puissance électrique : 750 W

Puissance thermique : 1 kW

Rendement électrique = 37 %

Rendement global = 90 %

Mode de fonctionnement : piloté par chaleur / optimisé par

courant

1 marche/arrêt par jour : 20 h de fonctionnement puis

régénération pendant 3 h

Heures de fonctionnement : 60000 h

Nombre de démarrages : 4000

Séparation circuits intégrée par échangeur à plaques

0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 kW

1,0 - 20 kWthermique

électrique

(l) 516 mm

(p) 480 mm

(h) 1667 mm

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Evolution des systèmes énergétiques

Caractéristiques techniques (module chaudière et stockage)

Appoint : Chaudière Vitodens 222-W

Puissances :

Chauffage : 10 - 19 kW

ECS : 10 – 30 kW

Rendement : 109 % (PCI)

170 litres stockage eau chauffage

46 litres stockage ECS

Ensemble du système (hydraulique et électrique)

entièrement connecté dans le caisson

(l) 595 mm

(p) 600 mm

(h) 1932 mm

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Evolution des systèmes énergétiques

Une solution aboutie

VITOVALOR 300-P Puissance pile à combustible 0,75 kWel, 1 kWth

Idéalement adaptée pour le neuf et les bâtiments à faibles

besoins

Rendement électrique compris entre 35 % et 40 %, deux fois

plus élevé que les solutions classiques de cogénération

Absence de pièce en mouvement, niveau sonore

particulièrement faible : < 30 dB(A)

Fonctionnement au gaz naturel E

Pas de stockage d’hydrogène

Pas de connexion à un réseau d’eau nécessaire

Dimension très compacte comprenant un ballon tampon, une

production ECS et une chaudière d‘appoint gaz

condensation

Chaudière toute équipée et précâblée (identique à une

chaudière gaz)

Technologie mature : plus de 50000 unités installées au

Japon et commercialisation en Allemagne depuis avril 2014

Test en conditions réelles en France, sur 3 sites, (bon

compromis performance/durée de vie et compacité)

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Evolution des systèmes énergétiques

Exemple de site test

Maison du gardien du gymnase

spécialisé et de l’école de musique

Localisation : rue de Remsing

Constitution du foyer : 3 personnes

Surface : 84 m2

Année de construction : 1978

Année de rénovation : 2013

Emetteurs : radiateurs avec tête

thermostatique

Régime de température chauffage :

50/30 °C

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Evolution des systèmes énergétiques

Schéma de principe

VITOVALOR 300-P

Le raccordement est aussi simple qu’une chaudière traditionnelle

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VITOCALDENS 222-F

Pompe à chaleur hybride

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VITOCALDENS 222-F

Pompe à chaleur hybride

Puissance système jusqu’à 29 kW

• Chaudière gaz à condensation : 19 (17,2) kW

• PAC : 8 ou 10,9 kW

Véritable solution système

• Prémontage des unités

• Gestion automatique de la bivalence

• Production d’ECS à stockage intégré

• Groupe hydraulique complet

• Présence des composants indispensables

Economies d’énergie, jusqu’à 40 % de gain par

rapport à une ancienne chaudière standard

Sécurité de fonctionnement grâce aux 2 générateurs

Régulation performante VITOTRONIC 200 WO1C

• Gestion de la stratégie de fonctionnement choisie

• Affichage graphique du fonctionnement

La pompe à chaleur hybride combine les

points forts de la chaudière murale à

condensation et d’une pompe à chaleur

air/eau Inverter, sans en partager les

inconvénients.

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VITOCALDENS 222-F

Retour

chauffage

Départ

chauffage

1

2

3

4

5

condenseur

1 Vanne alternative 0 V

2 Vanne parallèle 230 V

3 Vanne chauff./ECS 0 V

4 Pompe secondaire ON

5 Pompe charge ECS OFF

3

chaudière

Une interface exemplaire

Chauffage PAC et chaudière

La VITOTRONIC WO1C affiche en temps réel le

fonctionnement de l’appareil sous forme de graphiques clairs

50°C

50°C

61°C

73 Hz

10°C

1000 t/min

81 %

49°C

-3°C

-8°C

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VITOCALDENS 222-F

Un investissement rentable simulation mode économique (Sud-Ouest)

(économie estimée par rapport à une solution chaudière gaz à condensation seule)

Le crédit d’impôt et le CEE se rajoutent aux économies d’énergie

Vitocaldens 222 Vitocal 222-S

Prix public TTC 15 000 € 10 700 €

Crédit d’impôt 4 500 € 3 210 €

CEE 1 000 € 500 €

Solde 9 500 € 6 990 €

Différence 2 510 €

Economie anuelle 350 €

Temps de retour 7,17 ans

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VITOCAL 060-Aballon Thermodynamique

Développé et fabriqué en France

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VITOCAL 060-AMarchés principaux en Europe (ventes)

Source: Mafocube 30.01.2015

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Réf Vi Désignation Spécifications

7560566Vitocal 060-A

WWK

- Air extérieur (-5°C/

+35°C)

- Air intérieur

- Volume : 260 l

- Appoint résistance

stéatite 1500 W

7560567Vitocal 060-A

WWKS

- Air extérieur (-5°C /

+35°C)

- Air intérieur

- Volume : 255 l

- Appoint chaudière par

serpentin

- Option : Appoint

résistance stéatite

1500W

Variantes

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Air extérieur: dimensionnement des tubes

Ø200mm

Ø160mm

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Etat de livraison

Série : configuration air intérieur

Option: kit air extérieur

2x adaptateurs pour tubes Ø160

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Vue d’ensemble

17

50

mm

20

00

mm

Air

intérieur Air

extérieur

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Vue intérieure

PAC

Tube aluminium (53m)

(condenseur)

Résistance d’appoint

Stéatite 1500W

Sonde de température(position optimisée pour Profil «XL»

Sonde de température(position optimisée pour Profil «L»

Volume :

- WWK: 260L

- WWKS: 255L

Régulation

Afficheur LCD

EF

EC

Z

Pression de service max 10 bars

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Vue intérieure

WWKS

Appoint chaudière

à travers serpentin

Anode Mg

Serpentin

chaudière

1m²

Tube aluminium (53m)

(condenseur)

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PAC

Filter déshydrateur

Détendeur

Vanne circuit chaud

Pressostat de sécurité

Bouteille anti-coup

de liquide

Evaporateur

(4 nappes)

Compresseur +

bouteille anti-coup de

liquide isolés

Coupleur HP

Coupleur

BP

Clapet anti-retour

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PAC

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Schéma

Prise pression

Explication dégivrage au gaz chaud

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VIEßMANN Atlantic Chaffoteaux DeDietrich

Vitocal 060-A Odysée 2 Aquanext 250 TWH 300

capacité [ l ] 260 270 250 270

fonctionnement - AUL / UMLAUL / UML /

ABL

AUL / UML /

ABL

AUL / UML /

ABL

variantes -

avec

résistance /

WT

avec

résistance

avec

résistance

avec

résistance /

WT

hauteur du ballon mm < 1750 1950 1920 2000

temps de chauffe h:m 9:30 10:22 6:29 10:44

déperditions thermiques

PESW 30 31 30 34

pression de service maxi bar 10 6 6 10

essais selon EN 16147

A7/W52,5 (AUL)

LCIE

Profile L et XL L XL XL

Vmax40 359 361 345 388

avec gaine DN 160 DN 160 DN 225 DN 200

COPdhw > 3 2,93 2,79 2,94

VITOCAL 060-AAnalyse de la concurrence (250 – 270 l)

Optimisations des valeurs en cours !

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VITOCAL 060-AVision de la gamme CETH (variantes et disponibilités)

Capacités 205 / 210 l 255 / 260 l

WWK -avec résistance -sans échangeur

Export – 04/2016

DE – 04/2016

Export – 08/2015

DE – 04/2016

WWKS -sans résistance (option) -avec échangeur

Export – 04/2016

DE – 04/2016

Export – 08/2015

DE – 04/2016

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VITOCAL 060-AVision de la gamme CETH (orientations)

Optimisation de la régulation

SMART

PV

communication chaudière

Production de la PAC à Faulquemont (à partir de 2016)

Contrôle de la qualité

Maîtrise des coûts

Vitocal 161-A : adaptation et production à Faulquemont (à partir de 2016)

air extérieur

performances plus élevées

régulation

Attention titre V CETH !