Pompe à chaleur absorption gaz et solutions RT 2012 · PDF fileet solutions RT 2012 . Mai 2013 ... générateur au bois ... Un système adapté au BBC et demain au BEPOS

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Pompe à chaleur absorption gaz et solutions RT 2012

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SOMMAIRE

1 - APPROCHE TECHNIQUE ..................................................................................................... 3

1. Basse consommation et technologie gaz ............................................................................. 3

2. La pompe à chaleur qui utilise l’énergie gaz ......................................................................... 4

3. La pompe à chaleur gaz ; aspects complets et avantages.................................................... 6

4. Du bâtiment BBC au bâtiment à énergie positive ou BEPOS ............................................. 13

5. Climatisation gaz et production de froid .............................................................................. 15

6. Investissement et installation de la pompe à chaleur gaz ................................................... 16

2 – FAQ .................................................................................................................................... 21

Pompe à chaleur gaz, BBC, eau chaude sanitaire, … ............................................................... 21

3 - ASPECTS REGLEMENTAIRES .......................................................................................... 24

1. Réglementation thermique RT 2012 et pompe à chaleur gaz ............................................. 24

2. Implantation des pompes à chaleur gaz naturel à absorption - Note d’informations ........... 25

4 - REGLES ET OUTILS DE CONCEPTION ET DE REALISATION ........................................ 32

1. Quelques précautions préalables ....................................................................................... 32

2. Pompe à chaleur gaz pour chauffage seul ......................................................................... 33

3. Eau chaude sanitaire et modulation des machines ............................................................. 34

4. Pompe à chaleur gaz et eau chaude solaire ....................................................................... 36

5. Couplage d’une PAC gaz et d’une chaudière ..................................................................... 37

6. Coquilles à ne pas faire avec la pompe à chaleur gaz ........................................................ 39

7. Zoom sur la gamme PRO ................................................................................................... 40

5 - PRODUITS RECOMMANDES ............................................................................................. 47

1. Références, retour d’expérience ........................................................................................ 47

2. Pompe à chaleur gaz modulante XINOE E3 – France Air – Robur technologie .................. 48

3. Chauffage climatisation avec PAC gaz XINOE Pro – France Air - Robur technologie ........ 50

4. Pompe à chaleur gaz pour le collectif PGA – De Dietrich Thermique ................................. 54

5. Pompe à chaleur gaz à adsorption zeoTHERM - Vaillant ................................................... 55


1 - APPROCHE TECHNIQUE

Basse consommation et technologie gaz

Dans le bâtiment neuf, la performance énergétique des bâtiments devra se conformer à la réglementation qui limitera la consommation en énergie primaire à 50 kWh/m² et par an. Cela sera rendu obligatoire dès 2011 pour les applications tertiaires et dès le 1er janvier 2013 pour toute habitation neuve.

Nous savons que le chauffage au gaz naturel utilise une boucle d'eau chaude, vecteur du mode de chauffage le plus confortable, qui est à même de se combiner avec des capteurs solaires, un générateur au bois… Cette flexibilité des installations ainsi que la réversibilité possible des énergies sont des atouts incontestables pour des projets à haute valeur ajoutée et à haute valeur énergétique.

L'évolution de la technologie gaz est de plus en plus associée aux énergies renouvelables. Nous remarquons sur le graphe ci-dessous que la pompe à chaleur à absorption est un système à très haute efficacité énergétique, qui se place juste avant la pile à combustible.

Aujourd'hui la pompe à chaleur à absorption gaz est une technologie au point qui permet d'atteindre les niveaux de basse consommation BBC, voire BEPOS (bâtiment à énergie positive) et de surcroît les niveaux de la réglementation thermique RT 2012.

Évolution des technologies gaz naturel & EnR en résidentiel et tertiaire


1. La pompe à chaleur qui utilise l’énergie gaz

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur absorption gaz est de récupérer la chaleur de la réaction de l'adsorption.

La compression n'est pas mécanique mais thermochimique, elle utilise l'énergie fournie par le brûleur gaz naturel.

Le traditionnel fluide frigorigène est remplacé par un mélange d'ammoniac et d'eau. Le compresseur est remplacé par le brûleur gaz et la pompe de solution.

La production de chaleur est assurée par la condensation du fluide frigorigène (ammoniac), par la réaction d'absorption entre le fluide et un absorbant (eau), et enfin par la récupération de chaleur latente contenue dans les fumées.

Résultats

Réduction jusqu'à 50 % sur les émissions de CO2 Réduction jusqu'à 50 % sur la facture annuelle de chauffage Un fonctionnement garanti jusqu'à -20°C Un système adapté au BBC et demain au BEPOS

La pompe à chaleur gaz est un système de chauffage à 165 % de rendement utilisant 40 % d'énergie renouvelable

Une consommation d'énergie primaire réduite

Rappelons que l'énergie primaire représente l'énergie à l'origine et c'est cette énergie qui compte dans le bilan de la réglementation thermique et autres niveaux de performance tel le BBC.


Voici la comparaison énergie primaire entre le gaz et l'électricité :

Rendement calculé sur l'énergie primaire d'une pompe à chaleur électrique

Rendement calculé sur l'énergie primaire d'une pompe à chaleur à absorption

Par exemple pour l'électricité produite à l'origine augmentée des pertes diverses, ce coefficient est de 2,58, c'est à dire que 1 kWh d'énergie finale = 2,58 kWh d'énergie primaire, quand il est de 1 pour le gaz naturel, soit 1 kWh d'énergie finale = 1 kWh d'énergie primaire. Une pompe à chaleur électrique qui présente un COP de 3,6 correspond dans ce cas à 3,6/2,58 = 1,4 soit 140 % de rendement sur PCI à comparer avec la PAC gaz à absorption avec un rendement de 165 %.

L'énergie gaz et la pompe à chaleur gaz : un couple avantageux

L'utilisation du gaz naturel génère de 30 à 50 % d'émissions de CO2 en moins que les énergies fossiles alternatives. En outre, contrairement à certaines idées reçues, le chauffage au gaz naturel émet moins de gaz à effet de serre que le chauffage électrique. En effet, celui-ci engendre une forte demande hivernale d'électricité.

Pour répondre à ces appels de puissance supplémentaires, on a généralement recours à des centrales fonctionnant avec des combustibles fossiles en France ou en Europe (importations). Le nucléaire et l'hydraulique en France sont en effet à leur maximum de production en hiver.

Il n'est pas envisageable, au plan économique, de couvrir cette demande saisonnière avec du nucléaire supplémentaire. Chaque nouveau chauffage électrique, chaque consommation supplémentaire intervenant pendant les périodes de pointe et semi-basse va donc augmenter la production d'électricité à partir des combustibles fossiles. Ces centrales thermiques émettent de 400 g de CO2/kWh pour les plus performantes (cycles combinés gaz) à près de 1 000 g de CO2 dans le cas des centrales à charbon.


Profil de consommation annuelle d'électricité en France et moyens de production associés

Aujourd'hui, le contenu en CO2 du kWh électrique supplémentaire est celui d'un mix de centrales thermiques correspondant à une valeur de l'ordre de 600 g de CO2 /kWh (source : RTE-ADEME, 2007

En comparaison, le gaz naturel en utilisation directe pour le chauffage émet environ 230 g de CO2 /kWh

Rappelons ce qu'est le facteur 4 : « Les émissions mondiales de gaz à effet de serre doivent être réduites au minimum de moitié à l'horizon 2050. Pour les pays industrialisés, cela signifie une division de leurs émissions d'un Facteur 4 ».

2. La pompe à chaleur gaz ; aspects complets et avantages

C'est avant tout une pompe à chaleur

Nous savons que la pompe à chaleur fonctionne selon le principe de récupération d'énergie gratuite présente dans l'environnement, (sol, air ou eau). Ainsi la chaleur est récupérée et fournie à l'intérieur de la pièce ou du bâtiment à chauffer. La pompe à chaleur gaz est une pompe à chaleur qui fonctionne sur le principe de l'absorption gaz et affiche de même des rendements ou COP supérieurs à 100%.


La pompe à chaleur gaz fonctionne ainsi en version aérothermique (échange avec l'air extérieur - machines dites A) et géothermique (échange avec le sol grâce à des sondes - machines dites GS) ou avec l'eau d'une nappe phréatique (machines dites WS). Ces machines existent en chaud seul mais certaines sont réversibles et donc capables de produire du froid pour rafraîchir les locaux (applications le plus souvent tertiaire BBC).

Fonctionnement de la PAC à absorption

La pompe à chaleur à absorption gaz est composée d'un « circuit noir » contenant une solution eau-ammoniac (7 kg d'ammoniac pour 10 kg d'eau environ). Ce sont les propriétés thermochimiques de ce mélange que nous allons utiliser pour franchir cette barrière des 100% de rendement.

Elle est composée d'un bouilleur fonctionnant avec un brûleur gaz, d'un absorbeur, d'un évaporateur et d'un condenseur.

Tous les ingrédients de la pompe à chaleur sont donc là à l'exception du (ou des) compresseur(s). Ces derniers sont remplacés par le mélange eau-ammoniac (compression thermochimique).

Dans un premier temps, le brûleur gaz chauffe le mélange eau-ammoniac ce qui va avoir pour effet de séparer les deux éléments. L'ammoniac vapeur vient céder ses calories à la boucle de l'immeuble en se condensant. C'est en captant des calories sur l'air, l'eau ou une nappe (pompe à chaleur) qu'il se re-vaporise. Ensuite, les deux éléments se retrouvent dans l'absorbeur où l'eau liquide absorbe les vapeurs d'ammoniac. Cette réaction d'absorption est exothermique (dégage de la chaleur) et la solution eau-ammoniac nouvellement formée vient elle aussi céder ses calories à la boucle de l'immeuble avant de retourner dans le générateur pour que le cycle recommence.


Récupération de chaleur du processus d'absorption

Récupération de la chaleur de la réaction d'absorption. La compression n'est pas mécanique, mais thermodynamique et utilise l'énergie fournie par le brûleur gaz naturel.

Dans la PAC à absorption, le traditionnel fluide frigorigène est remplacé par un mélange eau ammoniac et le compresseur est remplacé par le brûleur gaz. Ce fluide frigorigène est sans impact sur l'effet de serre.

3 sources de chaleur : la production de chaleur est assurée par la condensation du fluide frigorigène (ammoniac), par la réaction d'absorption entre le fluide et un absorbant (l'eau), et par la récupération de chaleur latente contenue dans les fumées.

Les PAC gaz à absorption sont testées selon la norme EN 123096.


Efficacité énergétique de la pompe à chaleur gaz

Comme toute pompe à chaleur, c'est un système performant qui puise une part de ses calories dans l'air extérieur.

La puissance et le COP d'une PAC (qu'elle soit gaz ou électrique) dépendent de la température de la source extérieure et de la température de sortie de la PAC.

Plus il fait froid, moins les performances sont bonnes.

Plus la température de sortie de la PAC est élevée (car les émetteurs sont hautes températures par exemple), moins les performances sont bonnes.


Comme l'illustre la courbe ci-contre pour la PAC aérothermique haute température.

Nous pouvons néanmoins donner les quelques ordres de grandeur ci-dessous :

T. Source Extérieure

T sortie PAC

COP COP équivalent PAC électrique

Machine Pompe à chaleur

7°C (air) 35°C 1,65 4,26 E3 LT aérothermique

7°C (air) 45°C 1,558 4,02 E3 HT aérothermique

7°C (air) 45°C 1,57 4,05 E3 LT aérothermique

0°C (sol) 35°C 1,7 4,38 GS LT géo - sonde

0°C (sol) 50°C 1,50 3,87 GS HT géo - sonde

10°C (nappe) 50°C 1,66 4,28 WS géo - nappe

Question fréquente sur ce point ! La PAC gaz affiche des COP (coefficient de performance) de l'ordre de 1,5 – 1,6 ce qui semble faible par rapport aux COP des matériels électriques, qui peuvent dépasser 3. Cela veut-il dire que la PAC gaz est moins performante ? Non, la PAC gaz est tout aussi performante que la PAC électrique, voire plus. Les COP des PAC gaz et des PAC électriques ne peuvent pas être comparés directement : il faut prendre en compte dans les deux cas l'énergie primaire prélevée pour la même énergie utile restituée au client. Dans le cas de l'électricité, il faut tenir compte du coefficient de conversion en énergie primaire : 1 kWh = 2,58 kWh Energie primaire coefficient de référence de la Réglementation Thermique

Faible émission de CO2 : un avantage pour l'environnement

Rendement supérieur à 100% implique moins de consommation de gaz et donc moins de rejets de CO2 dans l'atmosphère. La PAC gaz a donc un meilleur bilan carbone que la chaudière à condensation.

Par rapport à une PAC électrique ?

Tout va dépendre de la valeur prise pour le contenu en CO2 du kWh électrique :

180 g : valeur réglementaire si l'on considère l'ensemble du parc de production électrique français,

ou 500 à 600 g si on ne regarde que les moyens de production servant à couvrir les consommations d'électricité pour le chauffage.

Pour plus d'information sur ce dernier point, consultez le site de l'Association Française du Gaz (AFG) www.afgaz.fr

http://www.afgaz.fr/site/index.php


Peu de pièces en mouvement : silence et avantage maintenance

Le brûleur et la pompe de solution sont les seules pièces « en mouvement » de cette machine. Pas de compresseur qui tourne, pas de moteur, pas de courroie. Donc une maintenance quasi identique à celle d'une chaudière condensation.

Cette PAC atteint la haute température de 65°C

Les machines A et GS existent en version haute et basse température (HT et LT). La température de sortie maximum d'une haute température est de 65°C (55°C pour une basse température). Cependant, comme cette pompe à chaleur fonctionne avec un brûleur gaz (ou propane) elle est capable de monter jusqu'à 70°C. Elle est donc capable d'assurer une production d'eau chaude en toute sécurité sanitaire (lutte contre la légionellose).

La garantie d'une température intérieure stable : pas d'inversion de cycle

Dans le cas d'une PAC électrique, quand la température extérieure tombe en dessous d'environ 4°C, du givre se forme sur l'échangeur extérieur, et le système doit inverser régulièrement son cycle pour le dégivrer. Afin d'éviter de souffler du froid dans les pièces pendant ces périodes, l'appoint électrique est sollicité. Ce fonctionnement se traduit par un confort dégradé et des performances moindres.

Avec la PAC gaz, les inversions de cycles sont inutiles. L'ouverture d'une vanne change la direction de l'ammoniac vapeur pour que celui-ci dégivre l'échangeur extérieur. Durant cette période de dégivrage, la moitié de la puissance de la machine continue à assurer son service de chauffage. Cette opération ne durant que 3 minutes environ, aucune sensation d'inconfort n'est constatée dans les pièces à chauffer.

Sur une installation regardée à la loupe pendant un an, ce phénomène ne s'est produit que 40 fois.

Une liberté de choix dans les installations intérieures

Avec une PAC absorption, selon les caractéristiques de son projet, le maître d'ouvrage pourra choisir tous les systèmes d'émission distribués en vecteur eau : ventilo-convecteurs, plancher chauffant rafraîchissant, centrale de traitement d'air.

Moins de sondes en géothermie qu'une pompe à chaleur électrique

Pour obtenir la même performance en énergie primaire, la quantité d'énergie à puiser dans le sol est moindre avec une pompe à chaleur gaz par rapport à une pompe à chaleur électrique. Ceci se traduit par un nombre de sondes verticales bien inférieur comme l'illustre l'exemple ci-dessous.


Ou moins de débit de nappe si nous sommes avec une WS et que la quantité d'eau que nous pouvons puiser dans la nappe est limitée.

Puissance restituée

COP machine

Puissance finale consommée (kW)

Puissance renouvelable puisée localement (kW)

Nombre de sondes

PAC GAZ 40 1,6 25 15 3

PAC ELEC 40 3,5 11,5 28,5 ~ 6


3. Du bâtiment BBC au bâtiment à énergie positive ou BEPOS

Le bâtiment basse consommation ou BBC est un bâtiment à faible consommation d'énergie primaire.

La réglementation thermique RT 2012 limite en moyenne à 50 kWh(ep)/m² la consommation à ne pas dépasser pour les 5 usages que sont le chauffage, le rafraîchissement, la production d'eau chaude sanitaire, l'éclairage et les auxiliaires électriques tels que pompes et ventilateurs.

Autant dire que la pompe à chaleur gaz, grâce au coefficient de conversion avantageux du gaz est particulièrement bien placée pour limiter tous les usages ci-avant, exception bien entendu de l'éclairage.

En rénovation BBC, le seuil de 80 kWh(ep)/m².an est un objectif répondant aux critères du label Effinergie rénovation.

L' avantage de la pompe à chaleur gaz réside essentiellement dans son potentiel d'efficacité énergétique. L'économie résultante en énergie primaire positionne la pompe à chaleur gaz comme un générateur de référence. Ce d'autant plus en rénovation, car l'action thermique sur l'enveloppe n'est pas toujours aisée, de surcroît en immeuble collectif.

Ainsi la PAC gaz, générateur en chauffage, ECS, voire climatisation, est un système de référence approprié à l'obtention des performances BBC. Avec un complément de production solaire pour l'eau chaude sanitaire, le système est encore mieux positionné pour une obtention aisée du niveau BBC et bien entendu réglementaire (RT 2012).

Pompe à chaleur gaz et BEPOS

Schéma de principe BEPOS Chauffage solaire avec machine à absorption alimentée par un éco-générateur

pour le chauffage et la production d'ECS


doc. A. Garnier

Le BEPOS va encore plus loin que le BBC dans le sens où c'est un bâtiment à énergie positive qui produit plus qu'il ne consomme. En habitation ou en application tertiaire, obtenir un BEPOS demandera nécessairement un bâti sur-isolé, étanche, une ventilation très économe, et nécessairement :

1°) un système thermique des plus économes en énergie primaire,

2°) un apport d'énergie gratuite, venant combler la consommation ci-avant, si faible soit-elle.

Si le point 2 peut se résoudre par l'équipement de panneaux photovoltaïques ou d'un co-générateur produisant de l 'électricité, le point 1 demande de s'orienter vers un générateur à très faible consommation d'énergie primaire . Le couple « pompe à chaleur gaz + solaire thermique » étant une des solutions de référence pour l'obtention d'un BEPOS.


4. Climatisation gaz et production de froid

La machine à absorption gaz est une pompe à chaleur qui produit de la chaleur mais également du froid. Du fait de ce côté réversible, elle devient un bi-générateur qui peut assurer :

Du chauffage sous forme d'eau chaude jusqu'à 60°C par exemple et jusqu'à -20°C ext (et même -30°C) ou

Du froid sous forme d'eau glacée quand la température extérieure est supérieure à +3°C

Ce modèle de pompe à chaleur réversible, dont les caractéristiques de puissances sont proches de 35 kWc et 17 kWf existe sous le nom GAHP-AR (France Air / technologie Robur) et peut s'assembler en skid jusqu'à 5 machines.

Dans cette gamme, on peut choisir un modèle standard ou insonorisé en option. On aura compris que le modèle réversible est bien du mode « alternatif » (chaud ou froid) et non « simultané » (chaud et froid). Par contre, le rendement de production de froid n'étant que de 70%, il est clair que c'est une machine performante en chauffage et capable aussi de produire du froid et non une machine de production de froid.


5. Investissement et installation de la pompe à chaleur gaz

La rentabilité de la PAC gaz s'évalue en coût global (coût d'investissement + coût d'exploitation).

En investissement, …

Le coût de la machine PAC gaz peut-être supérieur à celui d'une PAC électrique de même puissance. Cependant, le prix de la machine n'est pas le seul coût à considérer : en comparant l'ensemble du système, l'écart de coûts se réduit et peut être favorable au gaz. Avec une PAC électrique, il faut en effet prendre également en compte :

le coût de l'appoint (ou du surdimensionnement) les surcoûts sur le lot électrique (disjoncteur + armoire + alimentation) les surcoûts liés au respect de la réglementation thermique (isolation, ventilation…)

Il conviendra peut-être ensuite de ne dimensionner en PAC gaz qu'une partie des besoins de puissance et non la totalité.

Dimensionnement d’une solution à base de Pompe à Chaleur à Absorption. 1 – Ordre de grandeur Puissance / Consommation Sans préjuger des politiques commerciales que feront les fournisseurs de ces matériels demain, on peut dire qu’une pompe à chaleur à absorption coûte sensiblement plus cher d’une chaudière à condensation. On ne va donc pas les dimensionner pour faire la totalité des besoins du site mais plutôt pour assurer la base de ces besoins. On a coutume de dire qu’avec 50 % de la puissance maxi nécessaire, on couvre 80% des besoins. C’est effectivement le cas sur un profil chauffage :


Si nous dimensionnons notre système de pompes à chaleur sur la pointe de puissance, nous risquons fort de nous éloigner de l’optimum technico-économique, voire même de dépasser l’enveloppe budgétaire du projet. Cas particulier : si l'installation d'une PAC électrique entraîne la souscription d'une puissance électrique supérieure à 250 kVa (passage d'un tarif jaune à un tarif vert pour les tarifs historiques), le coût du transformateur (+ 55 à 80 k€) rend la PAC gaz rentable dès l'investissement.

2 – Principe de dimensionnement Nous allons dimensionner notre système pour couvrir la base des besoins. Cette puissance (ici de 40kW) sert durant la quasi totalité de l’hiver. Donc nous allons pouvoir prioriser la production de chaleur sur la PAC abso et ainsi profiter au maximum de ses bons rendements.


Pour le dernier étage, il n’y a pas trop de question à se poser. Nous sommes dans les moments où l’air extérieur est le plus froid et où les températures de la boucle d’eau de chauffage sont les plus hautes. Nous sommes donc plus loin des conditions idéales de fonctionnement des PAC. On installera donc une chaudière à condensation.

Pour le niveau intermédiaire, il faut se poser la question et faire éventuellement un calcul de temps de retour du surinvestissement, en tenant compte : - du temps de fonctionnement - des performances aux températures des périodes considérées


Cas particulier : si l'installation d'une PAC électrique entraîne la souscription d'une puissance électrique supérieure à 250 kVa (passage d'un tarif jaune à un tarif vert pour les tarifs historiques), le coût du transformateur (+ 55 à 80 k€) rend la PAC gaz rentable dès l'investissement.

En exploitation, …

Les gains générés seront plus importants avec la PAC gaz si les besoins de chaud du site sont très supérieurs aux besoins de froid (Cf rendement en production de froid de 70%). Si vous souhaitez regarder dans le détail la faisabilité d'installer une pompe à chaleur absorption sur l'un de vos projets, nous vous conseillons de vous rapprocher de votre assistance technique régionale GrDF qui a tous les outils pour vous aider dans cette approche et réaliser toutes les simulations technico-économiques.

Pour cela, remplissez le cadre contact de cette page en précisant les paramètres principaux de votre projet.

Pour l'installation, …

Une pompe à chaleur absorption aérothermique doit échanger avec l'air extérieur, elle s'installe donc dehors. Une pompe à chaleur absorption géothermique (GS ou WS) peut être installée dans le bâtiment mais il existe un kit optionnel pour la rendre étanche et donc pour pouvoir l'installer dehors. Avant toute installation d'une machine à l'intérieur, il sera prudent de se rapprocher de son bureau de contrôle pour valider avec lui cette implantation.


Pour la maintenance, …

Avec juste un brûleur, une pompe et une soupape à regarder de temps en temps, la maintenance de cette machine est sensiblement identique à celle d'une chaudière à condensation. Il n'y a aucune maintenance à faire sur le circuit noir. Aucun appoint d'ammoniac à prévoir. Ce composant est scellé en usine et seuls les techniciens des fabricants interviennent dessus s'il y a besoin.


2 – FAQ

Pompe à chaleur gaz, BBC, eau chaude sanitaire, …

Comment évolue le COP de la pompe à chaleur gaz ?

Un des gros avantages de la pompe à chaleur gaz est qu'elle assure la production de chauffage et d'eau chaude sanitaire avec des rendements d'efficacité supérieurs à 160% et ce avec une stabilité remarquable par rapport à la température extérieure. C'est-à-dire que même par -10°C, comme le montre le graphe ci-dessous, la puissance thermique ne chute pas (c'est le cas et le gros problème des pompes à chaleur électriques).

La pompe à chaleur gaz peut-elle fournir de l'eau chaude sanitaire ?

Oui, les pompes à chaleur dites hautes températures peuvent fournir de l'eau jusqu'à 65°C et ainsi assurer la production d'eau chaude sanitaire en toute sécurité vis-à-vis des risques contre la légionellose.

En quelques mots, la pompe à chaleur gaz est-elle adaptée au BBC ?

Oui, car elle utilise l'énergie renouvelable de son milieu environnant (air, sol, eau) et se trouve de plus très avantagée par le coefficient de conversion de l'énergie gaz (1, contre 2,58 pour l'électricité, presque 3 fois plus !). Comme tous les bilans énergétiques se rapportent à l'énergie primaire, c'est-à-dire celle à l'origine, la pompe à chaleur gaz est particulièrement bien placée pour le respect de la RT 2012, des labels, THPE, BBC, voire prochainement BEPOS (Bâtiment à Energie Positive).

La PAC gaz affiche des COP (coefficient de performance) de l'ordre de 1,5 – 1,6 ce qui semble faible par rapport aux COP des matériels électriques, qui peuvent dépasser 3. Cela veut-il dire que la PAC gaz est moins performante ?

Non, la PAC gaz est tout aussi performante que la PAC électrique, voire plus. Les COP des PAC gaz et des PAC électriques ne peuvent pas être comparés directement : il faut prendre en compte dans les deux cas l'énergie primaire prélevée pour la même énergie utile restituée au client. Dans le cas de l'électricité, il faut tenir compte du coefficient de conversion en énergie primaire : 1kWhe = 2,58 kWh - Energie primaire (coefficient de référence de la Réglementation Thermique).


La pompe à chaleur gaz va-t-elle remplacer la pompe à chaleur électrique ?

Non , toute solution extrême ou spéculative est à mettre de côté. La pompe à chaleur gaz est déjà basée sur une technologie aussi fiable que celle de l'absorption. Tout aussi fiable que la technologie de compression électrique, qui, elle, souffre d'inconvénients tels que manipulation des fluides frigorigènes, déficit de COP par températures extérieures basses, …

Certes, la pompe à chaleur gaz est moins répandue en France, encore que dès 2010, des fabricants de renoms comme De Dietrich Thermique, France Air (technologie Robur) et Bosch depuis fin 2011 présentent une offre complète en aérothermie et géothermie aussi bien pour le résidentiel que pour le tertiaire

Le mix énergétique de la France n'est actuellement ni en tout électrique, ni en tout gaz. SI l'électricité a eu son développement durant une période « tout électrique », la limite de capacité réseaux ajoutée au danger nucléaire a conduit la réglementation à évoluer et a proposer que l'énergie gaz gagne du terrain. Aujourd'hui, une promotion immobilière ne se réalise plus d'emblée en tout électrique. L'obtention d'un projet BBC passe nécessairement par des couples énergie/système optimums. La pompe à chaleur gaz en fait bien sûr partie.

L'entretien d'une PAC gaz est-il compliqué ? Est-il plus cher ?

L'entretien maintenance d'une pompe à chaleur gaz n'est pas plus compliqué qu'une pompe à chaleur électrique. Il y a moins de pièces en mouvement. Avec juste un brûleur, une pompe et une soupape à regarder de temps en temps, la maintenance de cette machine est sensiblement identique à celle d'une chaudière à condensation. Il n'y a aucune maintenance à faire sur le circuit noir. Aucun appoint d'ammoniac à prévoir. Ce composant est scellé en usine et seuls les techniciens des fabricants interviennent dessus si besoin.

Ne pas confondre la pompe à chaleur à absorption gaz, et la pompe à chaleur à moteur gaz !

La pompe à chaleur à absorption gaz fonctionne sur le principe d'un cycle thermochimique, celui-ci actionné par la chaleur d'un brûleur gaz, etc., . Alors que la pompe à chaleur à moteur gaz est une pompe à chaleur similaire à la PAC électrique avec un compresseur et un circuit frigorifique de même nature. La différence est que le compresseur fonctionne avec un moteur gaz, tout simplement. Des constructeurs comme SANYO ou PANSONIC sont spécialisés dans ce type de pompe à chaleur.

La pompe à chaleur gaz est-elle réservée à l'habitat ? Elle-elle efficace pour les bureaux et applications tertiaires ?

Oui, d'autant plus que les bureaux et autres applications tertiaires sont également assujettis au respect de la RT 2012 et indirectement aux objectifs de BBC. Ces bâtiments tertiaires doivent le plus souvent permettre un rafraîchissement en été, et la pompe à chaleur gaz possède des versions réversibles adaptées produisant du chaud ou du froid, voire en simultané (cf. solution Xinoe pro de France Air (technologie ROBUR).

La PAC gaz est-elle bruyante ?

La pompe à chaleur gaz est très silencieuse, nettement plus silencieuse qu'une pompe à chaleur avec compresseur électrique. De ce fait, la PAC gaz est particulièrement adaptée aux projets sensibles et de haute qualité environnementale, comme par exemple les immeubles d'habitation, les centres culturels, les hôpitaux, les hôtels, les commerces, …, où la qualité sonore est de mise. Le bruit d'une PAC gaz est sensiblement équivalent à celui d'une chaudière. Rappelons qu'à part le ventilateur (cas des PAC à air), du brûleur gaz et de la pompe de réfrigérant, il n'y a pas d'autres pièces mécaniques en mouvement et donc qui génèrent du bruit!


Que dire de la fiabilité de la pompe à chaleur gaz ?

Les pompes à chaleur gaz sont quasiment exemptes de vibrations et cela est du au très faible nombre de pièces mécaniques en mouvement, ce qui accentue leur fiabilité et longévité. La durée de vie d'une pompe à chaleur gaz (même machine qu'un groupe à absorption) est de l'ordre de 20 ans.

Qui peut installer une pompe à chaleur gaz ?

L'installation et l'exploitation des pompes à chaleur gaz sont des prestations relativement simples pour des installateurs chauffagistes. Le matériel est compact, pré-assemblé, câblé et testé en usine, et le fabricant apporte son expertise ainsi que la mise en service dans nombre de projets.

Il existe aussi un stage sur la conception, l'installation, la mise au point, la mise en service et enfin la maintenance. Ce stage de 2 jours est réalisé par le COSTIC.


3 - ASPECTS REGLEMENTAIRES

1. Réglementation thermique RT 2012 et pompe à chaleur gaz

Dans la réglementation thermique 2012, la pompe à chaleur à absorption est valorisée. La performance su système notamment au niveau des économies d’énergie primaire, permet d’éviter un surinvestissement sur le bâti. Pour vous aider à la saisir dans le moteur de calcul RT, vous trouverez ci-dessous deux fiches d’aide à la saisie :

Logiciel Perrenoud Documentation Logiciel BBS Slama Documentation

La part d'énergie renouvelable

Une partie des calories restituées à notre bâtiment vient naturellement de l'environnement extérieur (air, sol, nappe). Cette énergie est donc renouvelable. Notre machine consomme 25 kW de gaz, et génère 42 kW de chauffage. Elle prélève à l'extérieur 18 kW - Sa part EnR est donc de 18/42 = 42%.

Pour chaque affaire il conviendra donc de calculer le COP saisonnier de l'installation étudiée. Ce COP saisonnier étant fonction entre autre du nombre de machines installées, des charges partielles et de la température de départ de la boucle de chauffage.

http://media.xpair.com/pdf/pompe-a-chaleur/fiche-integration-U22win-Perrenoud.pdf

http://media.xpair.com/pdf/pompe-a-chaleur/fiche-integration-ClimaWin-BBS-Slama.pdf


2. Implantation des pompes à chaleur gaz naturel à

absorption - Note d’informations

Préambule général

Le présent document constitue une note d’information relative aux règles d’implantation de pompes à chaleur gaz naturel à absorption. Il précise de façon informative quelques points clefs à respecter en phase de conception et de mise en œuvre, notamment en terme de protection contre l’incendie. Il ne s’agit en aucun cas d’un recueil exhaustif des normes, des réglementations et des règles de l’art que s’est fixées l’ensemble des professionnels concernés. Pour plus de détails, se référer aux documents de référence.

1- Règles d’implantation à l’extérieur

Seules les pompes à chaleur aérothermiques s’installent à l’extérieur. Les pompes à chaleur s’installent toujours dans des endroits non accessibles au public ou rendu inaccessibles via une clôture d’une hauteur minimale de 2m. Elles peuvent s’installer soit au sol, soit en toiture terrasse. Et ce sur un socle incombustible M0. Les exigences en terme de protection contre l’incendie définissent des distances à respecter entre la (ou les pompe à chaleur) et :

la limite de propriété, toute propriété tiers (les voisins), le bâtiment qu’on dessert (soit même).

Cette distance à respecter (DR), précisée ci-après (cf. tableau 1) est déterminée en fonction du type de bâtiment (logement, bureau, ERP) et de la puissance (calorifique ou utile) installée.

Habitation CCH AFG 2010-01

Bureaux CCH AFG 2006-02

ERP CH5/CH6

DR = 4 m si 35 kW < P* ≤ 85 kW

DR = 8 m si P* > 85 kW

DR = 5 m si 35kW < P* ≤ 85 kW

DR = 10 m si P* > 85 kW

DR = 5m en ERP 1er groupe et si P** ≤70 kW

DR = 10 m en ERP 1er groupe et si P** > 70 kW

* (Puissance calorifique) * (Puissance Calorifique) ** (Puissance utile)

Tableau 1.1 : distance DR à respecter pour l’implantation d’une pompe à chaleur gaz naturel à absorption à l’extérieur

NB : Dans le cas d’un immeuble d’habitation ou de bureaux, l’exigence de distance à respecter est définie à partir d’une puissance calorifique (entrée brûleur). En ERP, l’exigence est définie en puissance utile (sortie machine). De part son coefficient de performance, on rappelle qu’une pompe à chaleur à absorption d’environ 40 kW (puissance utile), présente une puissance du brûleur (calorifique) d’environ 25 kW.


Dans le cas où ces distances ne peuvent être respectées, la mise en place d’un mur coupe feu est rendu possible. Ce mur coupe-feu doit disposer d’une hauteur minimale de 2m et doit dépasser d’au moins 50 cm le point haut toute pompe à chaleur.

Le degré coupe feu de ce mûr est déterminé en fonction du type de bâtiment (logement, bureau, ERP) et de la puissance (calorifique ou utile) installée :

Habitation CCH AFG 2010-01

Bureaux CCH AFG 2006-02

ERP CH5/CH6

CF 1h si 35 kW < P* ≤ 85 kW

CF 2h si P* > 85 kW

CF 1h si 35kW < P* ≤ 85 kW

CF 2h si P* > 85 kW

CF 1h si P** ≤70 kW

CF 2h si P** > 70 kW

* (Puissance calorifique) * (Puissance Calorifique) ** (Puissance utile)

Tableau 1.2 : degré coupe-feu à respecter

Figure 1.1 : Illustration d’une implantation au sol (ou en terrasse) dans une zone rendue inaccessible au public

A, B, C, D : distances nécessaires à la bonne maintenance des appareils. H : hauteur minimale de 2 m devant dépasser de 50 cm au dessus des PAC


Figure 1.2 : Illustration de la distance DR à respecter lors d’une implantation au sol

Figure 1.3 : Illustration de la distance DR à respecter lors d’une implantation en terrasse


Figure 1.4 : Illustration avec mise en place d’un mûr coupe feu si une distance (DR) ne peut être respectée.

E : distance entre la limite du mûr et l’axe de la PAC E= 1m pour l’Habitation et les bureaux. Pour les ERP, E = 1m si P** ≤70 kW ; E = 2m si P** > 70 kW ; P** Puissance utile Si les pompes à chaleur sont accolées à la parois de l’immeuble qu’elle desservent, ou a moins de 2m, cette partie de la façade doit respecter les mêmes caractéristiques que le mûr de protection (dimension et résistance au feu) pour les logements et les bureaux et ERP P**< 70kW. La hauteur de protection doit être de 8m au dessus du point haut des appareils di P**>70kW. Textes de référence : - Code du travail, - Cahier des charges AFG 2010-01, - cahier des charges AFG 2006-02, - Arrêté du 25 juin 1980 modifié (règles dites ERP – articles GZ et CH).


2- Implantation à l’intérieur des pompes à chaleur gaz à absorption

Préambule A ce jour, le cadre réglementaire et normatif relatif à l’installation d’une pompe à chaleur gaz naturel à absorption à l’intérieur d’un bâtiment n’est pas clairement défini. Fondée sur une interprétation des textes réglementaires existants de référence, la présente note précise des préconisations en terme d’implantation des pompes à chaleur gaz naturel à l’intérieur d’un bâtiment, afin de se protéger notamment contre le risque incendie et le risque d’une fuite éventuelle du fluide frigorigène (ammoniac) dans le local où est installé le ou les appareils. Ces préconisations ne revêtent aucun caractère réglementaire et ne sauraient en aucun cas engagé la responsabilité de GrDF.

Pour chaque projet, il convient de se rapprocher d’un bureau de contrôle. Implantation au sein d’une salle des machines

Seules les pompes à chaleur géothermiques (sur sondes ou sur nappe) peuvent s’implanter à l’intérieur d’un bâtiment.

Elles doivent être placées dans une salle des machines distincte de la chaufferie. Cette salle des machines peut être implantée au sous sol, au rez-de-chaussée ou dans un étage courant du bâtiment.

Les caractéristiques de ses parois et accès sont les suivantes :

Puissance nominale utile Parois Accès

Pn < 70 KW MO/CF 1h CF 1h

Pn > 70 KW MO/CF 1h CF 1h

Tableau 2.1 : Caractéristiques des parois et des accès de la salle des machines

La porte doit être incombustible M0 si elle est située à moins de 10 m du bâtiment, ou d’un tiers, ou de la voie publique. Cette salle des machines doit être munie d’une ventilation haute et basse comme une chaufferie.

Appareil de type B Appareil de type C

Pn < 50 KW

50KW < Pn < 70 KW

Pn > 70 KW

Pn < 70 KW Pn > 70 KW

Section minimale en dm2

Ventilation haute

0,5 0,5 A/10 0,5 A/10

Ventilation basse

1 1,5 Pn/23v 0,5 A/5

Référence C -321-4 Mini chaufferie

DTU 65,4 Recommandation CEGIBAT

DTU 65,4

Pn = puissance nominale utile totale dans le local en KW A = aire du local en m2


Tableau 2.2 : caractéristiques des ventilations haute et basse selon la puissance nominale et le mode d’amenée d’air comburant et d’évacuation des produits de combustion

Aucun produit combustible ne doit y être stocké

La salle des machines doit être équipée d’un extincteur à poudre polyvalente (classe minimum 5A-34B), extincteur à eau, non autorisé.

La mise en place d’une gaine pompier (diamètre mini 16 dm²) débouchant sur l’extérieur est obligatoire dès le second sous sol et dès le premier sous sol dans le cas où la puissance nominale de la pompe à chaleur est supérieur à 70 kW. Cette gaine doit être coupe feu ½ h et conforme à la norme NFS61707.

Un interrupteur de la pompe à chaleur à distance, doit être positionné à l’extérieur de la salle (à proximité de la porte d’accès

Une ventilation mécanique d’urgence indépendante de toute autre ventilation doit être installée avec une commande positionnée à l’extérieur de la salle (à proximité de la porte). Un détecteur de NH3 (ammoniac) doit être installé dans le local. Il déclenche la VMC d’urgence et une alarme sonore.

Dimensionnement de la ventilation mécanique d’urgence selon la norme NF EN 378-3 (Partie 5.16.4) :

Q = 14 × 10-3 · m 2/3

- Q : débit d’air en m³/s - m : masse totale de fluide frigorigène (ammoniac) en kg NB : une pompe à chaleur d’environ 40 kW de puissance nominal contient 7kg d’ammoniac La figure 2.1 ci-dessous illustre un exemple d’implantation d’une salle de machine.

Textes de références - Arrêté du 2 août 1977 modifié relatif aux règles techniques et de sécurité applicables aux installations de gaz combustibles et d’hydrocarbures liquéfiés situées à l’intérieur des bâtiments d’habitation et de leurs dépendances - Arrêté du 25 juin 1980 modifié (règles dites ERP – articles GZ et CH) - Arrêté du 23 juin 1978 modifié relatif aux installations fixes destinées au chauffage et à l’alimentation en eau chaude sanitaire des bâtiments d’habitation, de bureaux ou recevant du public (réglementation chaufferie pour les installations de PAC en intérieur de plus de 70kW) - Norme NF EN 378 : systèmes de réfrigération et pompes à chaleur, - DTU 65.4 : prescriptions techniques relatives aux chaufferies gaz et aux hydrocarbures liquéfiés (Pn > 70kW) - Cahier des charges C.321.4 pour les mini-chaufferies (Pn < 70kW) - Code du travail.


Figure 2.1 : Exemple d’implantation d’une salle des machines

A : distance d’entretien, passage du technicien B : distance entre générateur C : hauteur minimal de 2,20m dès que Pn>70kW D : Accès restreint , indiquer « accès interdit au personnel non autorisé », porte anti

panique (avec ferme porte intégré) devant s’ouvrir sur l’extérieur (sortie de la salle des machines)

E ventilation haute et basse F : VMC d’urgence en cas de fuite d’ammoniac G interrupteur PAC arrêt d’urgence H : commande de mise en marche de la VMC d’urgence I : détecteur ammoniac, qui déclenche la VMC d’urgence et une alarme sonore J : extincteur poudre K : évacuation des produit de combustion L : chaudière en chaufferie, local distinct de la salle des machines M : paroi de séparation chaufferie, salle des machines, accès possible entre les deux

locaux = coupe feu 1h N : parois de la salle des machines O : évacuation soupape ammoniac P : gaine pompier

Note d'information Implantation PAC gaz

http://media.xpair.com/pdf/pompe-a-chaleur/implantation-PAC-gaz-absorption.pdf


4 - REGLES ET OUTILS DE CONCEPTION ET DE

REALISATION

1. Quelques précautions préalables

Pompe à chaleur gaz Xinoe de chez France Air – technologie Robur

La pompe à chaleur à absorption n'est pas une chaudière même si elle dispose d'un brûleur gaz et qu'hydrauliquement elle se raccorde avec un aller et un retour. Néanmoins, c'est une pompe à chaleur qui demande des précautions en conception d'ensemble et en installation. Si celles-ci sont respectées, alors la pompe à chaleur remplira son office et génèrera les économies d'énergie d'une manière fiable et durable.

Dans le cas où ces machines échangent de la chaleur avec l'air (pompe à chaleur), nous devons les installer à l'extérieur ! Oublions tout de suite la bonne idée qui consisterait à les mettre en chaufferie en gainant son ventilateur vers l'extérieur car :

Dans une chaufferie, on ne peut faire rentrer que des chaudières, Le ventilateur n'est pas centrifuge (du moins sur les produits vendus en France à ce

jour), donc on ne pourra pas avoir trop de pertes de charge sur ce gainage, 9 fois sur 10, on perdrait la garantie constructeur !

Donc l'installation à l'extérieur devra respecter les règles que nous avons vues au chapitre précédent.


Nous allons maintenant zoomer sur quelques points à ne pas manquer lors de la conception du schéma hydraulique.

En résumé, la pompe à chaleur gaz est un générateur réellement performant à condition de respecter les règles d'installation puis de maintenance. Son objectif est de générer des économies d'énergie durant toute sa durée de vie qui avoisine les 20 ans ! Le concepteur et l'installateur se familiariseront avec les règles développées dans le présent dossier de savoir-faire d'XPAIR et de plus seront dans tous les cas assistés par l'expertise affirmée des constructeurs. Ceux-ci ne demandent qu'à être impliqués de la conception jusqu'à la mise en service et aux préconisations d'entretien.

2. Pompe à chaleur gaz pour chauffage seul

Les pompes à chaleur à absorption n'aiment pas les courts cycles. Il faut donc équiper l'installation d'un ballon d'inertie d'au moins 7,5 litres d'eau par KW.

Notons que la température de ce ballon est pilotée par deux sondes de température. C'est une spécificité de régulation de la gamme E3 (Xinoé E3 pour France Air ou PGA 38 pour De Dietrich).Chaque départ chauffage est lui aussi piloté par deux sondes de température : autre spécificité de la régulation E3.

Enfin la régulation E3 ne sait gérer que 3 départs à différentes températures : 2 à température variable et un à température fixe) :

C'est donc la régulation du système qui déterminera quel ballon d'inertie nous pouvons mettre en place ainsi que le nombre de sondes à placer sur chaque départ chauffage.

En pratique on retiendra un volume de ballon d'inertie de 300 litres si il n'y a qu'une PAC, 500 litres s'il y en a deux et 800 litres si elles sont trois ou plus.

Tous ces accessoires sont obligatoires pour l'installation d'une PAC.


Plot anti-vibratil Soupape de décharge à ressort Filtre à tamis (gros morceaux) Circulateur (pompe) à débit variable Evacuation des condensats Vanne d'isolement à boisseau sphérique 1/4 de tour

Le circulateur sera placé sur le retour chauffage pour éviter les phénomènes de cavitation dans la machine. Ici le circulateur est à vitesse variable. C'est une caractéristique des gammes PGA38 de De Dietrich ou Xinoé E3 de France Air. Sur les machines Xinoé PRO de France Air ou d'ID Therm, c'est un circulateur à débit fixe.

3. Eau chaude sanitaire et modulation des machines

Voici un système de production d'ECS semi accumulée classique.


En général, le dimensionnement de la pompe et de l'échangeur se fait en fonction de la plage de temps dont on dispose pour recharger le ballon. Donc souvent ce sont des petits débits qui circulent dans la pompe.

Les PAC abso de la gamme E3 (gammes PGA38 de De Dietrich ou Xinoé E3 de France Air) ne modulent que de 50 à 100%.

Les PAC abso de la gamme PRO sont Tout ou Rien.( Xinoé PRO de France Air ou d'ID Therm)

Il faudra donc veiller à ce que notre PAC ne tombe jamais sous ces 50% de modulation lorsqu'elle est en production d'ECS.

Pour s'affranchir de cette contrainte nous pourrons utiliser ce type de ballon qui laisse passer toute la puissance de la machine qui l'alimente.


4. Pompe à chaleur gaz et eau chaude solaire

Ici une installation de chauffage et d'ECS avec un peu de solaire.

Nous nous sommes affranchis de notre problème de modulation de puissance en mettant notre ballon de préparation d'ECS avec échangeur intégré.

Le point important ici est la vanne trois voies entre le départ chauffage et le départ ECS. Le régulateur qui pilote la gamme E3 (Xinoé E3 de France Air ou gamme PGA38 de De Dietrich) ne pilote que des vannes trois voies. Cette vanne est donc obligatoire dans une installation E3.

Pour les installations de la gamme PRO .(Xinoé PRO de France Air ou d'ID Therm), bien regarder ce que le régulateur prévu est capable de piloter.


5. Couplage d’une PAC gaz et d’une chaudière

Niveau de température lors du couplage avec une chaudière

Les PAC en chauffage seul existent en version HT (65°C) et LT (55°C). La machine réversible peut monter jusqu'à 60°C. En revanche, toutes les trois fonctionnent avec des boucles d'eau où la différence de température est de 10°C.

Les températures maxi de retour chauffage sont donc respectivement de 55°C, 45°C et 50°C.

Lorsque la chaudière vient aider la PAC en chauffage comme sur le schéma ci-contre, il faut qu'elle soit au même régime d'eau que la PAC. Sinon, si la température de retour monte, la PAC va stopper. Il faut alors que la chaudière soit capable d'assurer seule le besoin de chauffage. Donc qu'elle soit dimensionnée à 100% des déperditions.

Il faut aussi veiller à ce que cet arrêt ne nécessite aucune intervention manuelle pour redémarrer la PAC.

Température de retour dans une production chauffage + ECS avec PAC et Chaudière

Imaginons que nous sommes en mi saison (température pas trop froide dehors). La PAC assure alors son service de chauffage mais survient un besoin d'eau chaude sanitaire. La PAC essaie de s'en occuper mais finalement la régulation décide d'enclencher la chaudière pour aller plus vite.

La chaudière part donc en haute température pour la production d'ECS.


Si le retour ECS de la chaudière vient se mélanger avec le retour chauffage de la PAC, la PAC va s'arrêter, car la température de retour vers la chaudière sera supérieure à la limite autorisée par la PAC (65°C ou 55°C).

Le point signalé par une flèche est donc primordial. Il doit être « avant » le retour chauffage. Sur le papier c'est évident mais dans la pratique, lors de la réalisation de l'installation, ces deux raccords sont à quelques centimètres l'un de l'autre. Le risque d'erreur est donc grand.


6. Coquilles à ne pas faire avec la pompe à chaleur gaz

3 pompes à chaleur, à gauche, sont aidées par deux chaudières (au centre) pour assurer le chauffage et l'ECS du bâtiment qui nous intéresse. Le bâtiment est sur une boucle d'eau haute température 80-60°C.

Les départs se mélangent dans la bouteille de mélange. Si les niveaux de température ne sont pas bien réglés, l'eau de retour chauffage va rapidement être au-dessus des températures de retour admissibles par les PAC. Elles vont donc s'arrêter et les chaudières devront assurer seules le service.

De plus, dès que les chaudières partiront en mode ECS, le retour sera trop chaud pour les PAC.

Enfin, pour produire de l'ECS, le circuit venant des PAC doit franchir un premier échangeur (à la sortie du ballon d'inertie des PAC), puis la bouteille de mélange, puis enfin un second échangeur juste avant le ballon ECS. Pour monter ce ballon à 60°C, nos PAC doivent donc partir à beaucoup plus haute température, ce qui est impossible pour elles.

Même si elles partent à 60°C, elles ne chaufferont le ballon ECS qu' à 45°C maxi. Il est donc dommage de ne pas profiter de leur bon rendement (même en production d'ECS) plus longtemps.


7. Zoom sur la gamme PRO

Cette gamme régulation des machines est la plus utilisée en 2011 car elle est « moins bridée » que la régulation E3. Dans cette gamme, les machines sont pilotées par un contrôleur nommé DDC. Contrôleur DDC

Le DDC ne contrôle que la température de départ chauffage ou froid.

Il gère la cascade entre les machines, jusqu’à 16 machines

Fait la loi d’eau

Sait faire des réduits de nuit

Peut recevoir des ordres (marche/arrêt, changement de consigne) de la part d’une GTC

par exemple

Contient la liste des évènements : marche arret, warning, erreur (mais pas d’historique)

Connait tout l’état de l’installation à l’instant T (exemple température de départ de la

machine 7)

Peut être le maître et avoir 2 DDC esclaves : (gestion de 17 à 32 machines via 2 DDC

dont un esclave ou de 33 à 48 machines via 3 DDC donc deux DDC esclaves)

Gère toute la communication via mod Bus :

Repport d’info du DDC vers la GTC (plus de 200 données)

Arrivée d’ordre de la GTC vers le DDC

En revanche, le DDC n’a pas de « lien »

avec la régulation sur les réseaux secondaires

ni sur quelques accessoires de la production de l’ECS.


Branchement du contrôleur DDC à la machine

Une sonde de température extérieure est

raccordée au DDC.

Le DDC gère la cascade mais aussi la loi

d’eau pour donner une consigne de

température de départ à la carte S61 qui

équipe chaque machine.

La carte S61 gère quant à elle la pompe qui

alimente chaque machine (pompe sur le

retour chauffage)

Autres raccordements possibles :

DDC seul DDC piloté par une GTC DDC piloté par une GTC via une carte

RB100


Communication entre machines :

Le DDC est relié à la première pac. La PAC 1 est relié en série à la PAC2 (liaison orange) et

ainsi de suite jusqu’à la PAC4.

Principe de la production d’ECS


Pour produire de l’ECS il faut ajouter une carte RB 100, reliée au DDC.

Cette carte va recevoir une température du ballon de stockage et manipuler une ou des vannes

trois voies comme dessiné sur le schéma ci-dessus.

La RB 100 ne reçoit qu’une seule température du ballon. Il faut donc veiller à bien la placer :

Consigne 55°C

Si notre sonde est placée en 1 seul le haut

du ballon sera au dessus de 55°C. la quasi-

totalité du ballon sera donc plus froid. Notre

stockage d’ECS ne remplira donc pas sa

fonction.

Si notre sonde est en 3, tout notre ballon

sera à 55°C. par contre au moindre puisage,

l’arrivée de l’EFS à 10°C entrainera la mise

en route de la production d’ECS

Il semble donc judicieux de la placer en 2

mais un calcul rigoureux s’impose

Les trois principes de production d’ECS en gamme PRO

ECS base

Toute les machines servent à produire de l’ECS

Le départ ECS est considéré

comme un départ chauffage.

En mode ECS, la température

de départ des pac va monter et

si on est en mi saison, il faudra

mitiger au niveau de la vanne

trois voies du chauffage pour y

maintenir une température

basse.

Cette fonctionnalité peut être faite sur toutes les machines.


ECS séparable

Toutes les machines servent

en chauffage, par contre

seule une partie des

machines peut produire de

l’ECS.

NB : sur ce schéma, la

machine « dédiée » ECS est

une chaudière mais on aurait

pu mettre une pac

aérothermique chaud seul

(GAHP A)

Cette configuration ne peut se faire qu’avec des machines aérothermiques chaud seul (GAHP

A) et des chaudières (AY).

Par contre impossible à faire avec les machines géothermiques (GS), géothermiques sur nappe

(WS) et les machines réversibles (AR)

On peut aussi séparer un ensemble de machines pour l’ECS comme l’illustre le schéma ci-

dessous avec ici deux pac et une chaudière « dédiées » ECS.


ECS séparée

Une machine est dédiée à la

production ECS. Elle ne

participe plus au chauffage.


Couplage de deux systèmes ECS Base et ECS séparable

Imaginons une installation avec deux pac réversibles et une chaudière :

En hiver : tout le monde assure le chauffage et l’ECS,

En été, les Pac font du rafraichissement et la chaudière fait de l’ECS.

Le schéma ci-dessous permet en hiver de faire un préchauffage de l’ECS avec les pac. La

chaudière viendra juste compléter les derniers °C manquants à l’ECS. Ce préchauffage peut se

faire à une température supérieure à celle du chauffage mais dans ce cas, la vanne trois voies

sur le chauffage doit mitiger.

La carte RB100 possède 5 entrées-sorties (pour les températures ballons et les vannes trois

voies à manipuler). Si on en a besoin de plus, on peut mettre deux cartes RB100.


5 - PRODUITS RECOMMANDES

1. Références, retour d’expérience

Cliquez sur les visuels pour ouvrir le PDF

GrDF et l’Ademe ont décidé d’instrumenter le site de la résidence Etudiante la coulée verte à Toulouse. Cette instrumentation a donné des résultats tout à fait satisfaisant avec 142% de rendement au borne de la Pac sur une saison de chauffe.


Pour plus de détail sur cette instrumentation : Documentation

2. Pompe à chaleur gaz modulante XINOE E3 – France Air –

Robur technologie

Pompe à chaleur à absorption gaz air-eau E3 A

Pompe à chaleur à absorption avec condensation et modulation, pour installation extérieure, pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire jusqu'à 70 °C.

2 versions : - HT : optimisée pour la production d'eau à haute température (marché de la rénovation) jusqu'à 65 °C (55 °C retour) - MT : optimisée pour la production d'eau à basse température (marché de la nouvelle construction) jusqu'à 55 °C. Avantages : - Jusqu'à 50% de réduction des frais de chauffage et des émissions de co2 - Performances constantes entre -10 °C et 10 °C - Module sa puissance thermique de 100% à 50% - Facile à installer

http://media.xpair.com/pdf/pompe-a-chaleur/Synthese-resultats.pdf


Pompe à chaleur à absorption gaz géothermique

Pompe à chaleur à absorption avec condensation et modulation, pour installation intérieure, pour le chauffage et la production indirecte d'eau chaude sanitaire jusqu'à 70 °C E3 GS

2 versions : - HT : optimisée pour la production d'eau à haute température (marché de la rénovation) - MT : optimisée pour la production d'eau à basse température (marché de la nouvelle construction) jusqu'à 55 °C. Avantages : - Jusqu'à 60% de réduction des frais de chauffage annuels et des émissions de co2 - Nécessite seulement 2 sondes de 100 m - Réduit au minimum la consommation d'électricité, grâce à l'utilisation du gaz. Pour produire plus de 40 kW thermiques, l'unité consomme moins de 0,5 kW d'électricité. - Facile à installer

Pompe à chaleur à absorption gaz eau-eau

Pompe à chaleur à absorption avec condensation et modulation, pour installation intérieure, pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire jusqu'à 70 °C E3 WS

Optimisée pour le fonctionnement à haute température (marché de la rénovation) avec production d'eau jusqu'à 65 °C (55 °C retour). Peut aussi être utilisée pour le fonctionnement à basse température (marché de la nouvelle construction). Avantages : - Jusqu'à 60% de réduction des frais de chauffage et des émissions de co2 - Module sa puissance thermique de 100% à 50% - Réduit au minimum la consommation d'électricité, grâce à l'utilisation du gaz. Pour produire plus de 40 kW thermiques, l'unité consomme moins de 0,5 kW d'électricité. - Facile à installer


3. Chauffage climatisation avec PAC gaz XINOE Pro – France

Air - Robur technologie

XINOE PRO Ligne GAPH Pompes à chaleur à absorption, alimentées au gaz à haut rendement. Idéales pour les entreprises industrielles, les activités commerciales et les structures d'accueil.

Versions : - chauffage : Ligne GAHP Série A - chauffage ou climatisation Ligne GAHP Série AR - chauffage géothermique : Ligne GAHP Série GS - production simultanée d'eau chaude et froide : Ligne GAHP Série WS

Guide rapide pour le choix de la meilleure solution


Pompe à chaleur absorption à condensation, alimentée au gaz pour le chauffage Xinoé - Ligne GAHP Série A

Pompe à chaleur installée à l'extérieur, pour la production d'eau chaude jusqu'à 65 °C. Elle garantit un rendement jusqu'à 165%, grâce à l'utilisation d'énergie renouvelable.

Idéale pour le chauffage des bâtiments industriels, des structures d'accueil et des activités commerciales et tertiaires.

2 versions - HT : Pour la production d'eau à haute température (installations retrofit à radiateurs) - MT : pour la production d'eau à basse température (installations nouvelles à panneaux radiants et/ou ventilo-convecteurs).

Avantages : - Jusqu'à 40% de réduction des frais de chauffage et des émissions de CO2 - Performances constantes entre -10 °C et 10 °C - Module sa puissance thermique de 100% à 50% - Assure des niveaux de rendement supérieurs à 100% même à -20 °C - Exploite la condensation de la fumée

Pompe à chaleur à absorption, alimentée au gaz pour le chauffage ou la climatisation Xinoé - PRO Ligne GAHP Série AR – RTAR

Pompe à chaleur réversible pour installation à l'extérieur, pour la production d'eau chaude jusqu'à 60 °C ou d'eau froide jusqu'à 3 °C. Elle garantit un rendement jusqu'à 149%, grâce à l'utilisation d'énergie renouvelable. Idéale pour le chauffage et la climatisation des bâtiments industriels, des structures d'accueil et des activités commerciales et tertiaires.

Avantages : - Jusqu'à 30% de réduction des frais de chauffage annuels et des émissions de CO2 - Garantit des performances constantes et indépendantes de la température extérieure : entre -10 °C et 10 °C - Réduit jusqu'à 86% les besoins d'énergie électrique (0,9 kWe pour 35,3 kW de puissance thermique ou 16,9 kW de puissance frigorifique) - Assure des niveaux de rendement supérieurs à 100% même à -20 °C


Pompe à chaleur absorption à condensation, alimentée au gaz pour le chauffage avec des installations géothermiques. Xinoé - PRO Ligne GAHP Série GS

Pompe à chaleur pour installation à l'extérieur, pour la production d'eau chaude jusqu'à 65°C. Elle garantit un rendement de plus de 170%, grâce à l'utilisation d'énergie renouvelable. Idéale pour le chauffage des bâtiments industriels, des structures d'accueil et des activités commerciales et tertiaires en applications géothermiques. Possibilité de fournir également le rafraîchissement en free-cooling (unité éteinte) ou en applications géothermiques pour le rafraîchissement actif (unité allumée).

2 versions - HT : Pour la production d'eau à haute température (installations retrofit à radiateurs) - MT : pour la production d'eau à basse température (installations nouvelles à panneaux radiants et/ou ventilo-convecteurs). Avantages : - Jusqu'à 50% de réduction des frais de chauffage et des émissions de CO2 - Ne nécessite que 2 sondes de 100 m - Performances constantes entre -10 °C et 10 °C - Réduit au minimum la consommation d'électricité grâce à l'utilisation prédominante du gaz. Pour produire plus de 40 kW thermiques, l'unité consomme moins de 0,5 kW d'électricité - Exploite la condensation de la fumée

Pompe à chaleur à absorption alimentée au gaz à condensation pour la production simultanée d'eau chaude et froide Xinoé - PRO Ligne GAHP Série WS

Pompe à chaleur pour installation à l'extérieur, pour la production simultanée d'eau chaude jusqu'à 65°C et d'eau froide jusqu'à 3 °C, avec des niveaux de rendement globales de plus de 244%. Idéale pour des installations avec chauffage et climatisation simultanés (hôpitaux, processus industriels ou systèmes de climatisation à anneau de liquide) et applications de chauffage et de climatisation avec source pour la récupération et l'élimination de l'énergie thermique (préchauffage de l'eau chaude sanitaire).


Avantages : - Rendement de 244% - Ne nécessite que 2 sondes de 100 m - Performances constantes entre -10 °C et 10 °C - Réduit au minimum la consommation d'électricité grâce à l'utilisation prédominante du gaz. Pour produire plus de 43 kWt et 17 kWf, elle consomme moins de 0,5 kW d'électricité - Exploite la condensation de la fumée

Chaudière et groupe thermique à condensation alimentés au gaz pour le chauffage PRO Ligne AY Condensing

Chaudière et groupe thermique à condensation, pour installation au sol à l'extérieur, pour la production d'eau chaude jusqu'à 80 °C. Complément idéal des pompes à chaleur et des refroidisseurs à absorption à gaz Robur, en particulier pour les épauler dans l'alimentation des UTA, compléter le chauffage des ballons d'eau chaude sanitaire, fournir la puissance de pic lorsque les conditions climatiques ou économiques le réclament.

Les unités RTY sont disponibles en tant que modules raccordés en parallèle sur les collecteurs principaux du groupe, tant en version avec pompes de circulation qu'en version sans pompes de circulation.

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Avantages : - Dimensions limitées pour rendre le transport, la manutention et l'installation plus faciles, rapides et économiques. - Accouplement hydraulique et électrique possible en un seul groupe thermique modulaire fonctionnant en cascade. Les unités RTY sont munies d'un tableau électrique et elles sont équipées de série d'un automate (DDC) qui assure la fourniture modulaire de la puissance et l'optimisation du rendement moyen saisonnier.


4. Pompe à chaleur gaz pour le collectif PGA – De Dietrich

Thermique

Système de chauffage à 165 % de rendement et utilisant 40 % d'énergie renouvelable

La production de chaleur est assurée par la condensation du fluide frigorigène (ammoniac), par la réaction d'absorption entre le fluide et un absorbant (eau), et enfin par la récupération de chaleur latente contenue dans les fumées.

Idéale dans des installations de logements collectifs, maisons de retraite, bâtiments du tertiaire ou hôtels avec des besoins de chauffage permanents.

Avantages : - Jusqu'à 50% de réduction des frais de chauffage et des émissions de CO2 - Fonctionnement aérothermique en moyenne (55°C) ou haute température (65 °C) - Classe énergétique A - Stabilité des performances même avec une baisse des températures extérieures jusqu'à - 20 °C


5. Pompe à chaleur gaz à adsorption zeoTHERM - Vaillant

La pompe à chaleur gaz zéolithe de Vaillant est un système

complet dont le cœur est un module sous vide contenant des

billes de zéolithe et de l'eau, éléments indispensables aux

processus d'adsorption et de désorption. Selon les phases

(adsorption ou désorption), le module zéolithe sera

accompagné par l'un des deux générateurs composant le

système : la chaudière à condensation ou le système solaire.

Les capteurs solaires auroTHERM

Ultra performant • Capteur plan à circulation pressurisée • Performances parmi les plus élevées du marché • Absorbeur plan à revêtement hautement sélectif de type Mirotherm® • Isolation renforcée

Design et robuste • Verre solaire de sécurité avec revêtement anti-reflet • Coffre en profilés d’aluminium noir

Simple et rapide à installer • Position horizontale ou verticale • Installation sur ou en intégration à tous types de toitures • Installation en toiture terrasse ou en façade (auvent) • Accessoires de montage pré-assemblés

Préparateur ECS auroSTOR VIH S 300

Le confort sanitaire • Contenance du ballon 289 litres • Isolation amovible pour faciliter le montage • Hauteur de 1 775 mm, diamètre de 660 mm • Double échangeur : solaire et chaudière

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Pompe à chaleur absorption gaz et solutions RT 2012 · PDF fileet solutions RT 2012 . Mai 2013 ... générateur au bois ... Un système adapté au BBC et demain au BEPOS