Rénover son chauffage et s’assurer un confort d’été La

La pompe à chaleur au cœur de votre confort

Association Française pourles Pompes À Chaleur

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La Pompe à Chaleur Air - Air Rénover son chauffage et s’assurer un confort d’été

AFPAC-couv-dossier n10- renov chauff.indd 3 16/10/2018 13:19

LA POMPE À CHALEUR AIR - AIR - RÉNOVER SON CHAUFFAGE ET S’ASSURER UN CONFORT D’ÉTÉ2


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Aproposdel’AFPAC-www.afpac.org

Crééeenfévrier2002,l’AssociationFrançaisepourlesPompesAChaleur,associationdefilièreexclusivementdédiéeàlaPAC,estl’interlocuteurprivilégiédespouvoirspublicsetdetouslesacteursdudomainedespompesàchaleurenFranceetenEurope,afindefairevaloirl'intérêténergétiqueetenvironnementaldessystèmesdeproductiondechaleurparpompeàchaleur(chauffageeteauchaudesanitaire),etlacontributionactuelleetfuturequ’ilsapportentaudéveloppementdesénergiesrenouvelables.

Encoordinationavecsesmembres–Energéticiens,Bureauxd’Etudes,Centresd’Essais,CentresTechniques,decontrôleetcertification,Industriels-fabricants,Distributeurs,Installateurs,Associations,Organisationssyndicales-,l’AFPACsuitetcontribueauxtravauxréglementaires,denormalisation,dequalificationetdecertification,françaiseseteuropéennes,surlespompesàchaleuretlessystèmeslesutilisant.L’AFPACs’assureàl’échelleeuropéennedelaprésenceetdelacohérencedelareprésentativitédesacteursdelafilièrePACenFrance.Acetitrel’AFPACestl’interlocuteurprivilégiédel’EHPA.

Parsonexpertiseetsareprésentativité,l’AFPACcrée,metenplaceetactivelesconditionsnécessairesàlapromotiondesPAC,àlaqualitédeleurmiseenœuvreetàlasatisfactiondeleursutilisateurs.

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PréfaceduPrésident

Nousleconstatonsrégulièrementàtraverslesévènementsmétéorologiques,laluttecontrelechangementclimatiqueestl’undesenjeuxcruciauxdu21èmesiècle.Apartquelquesexceptions,auniveaumondial,laprisedeconscienceestgénérale.Beaucoupd’étatsontadhéréàl’accorddeParis.Lestexteseuropéensetnationauxdéclinentdesobjectifschiffrésauxquelslesfilièresprofessionnellesdoiventrépondreetl’économies’adapter.Est-ilnécessairederappelerlaloidetransitionénergétique,pourlaquellelapompeàchaleurrépondauxcritèresd’économied’énergie,d’énergie

renouvelable,etd’économiecirculaire.Faceàcesenjeuxdesociété,lapompeàchaleurair-airestunesolutionintéressantepourrénoversonsystèmedechauffage.Elleapporteleconfortentoutessaisons,deséconomiesd’énergiequisetraduisentpardeséconomiesfinancières,toutenrépondantauxdéfisenvironnementaux.Depuissacréation,l’AFPACatoujoursœuvrépourlaqualitédesinstallations.Lapompeàchaleurexigel’excellence,c’estpourquoisoninstallationdoitêtrecorrectementréfléchie.Pourconserversesperformancesetassurersapérennitédansletemps,elledoitégalementfairel’objetd’uncontratdemaintenanceannuel.Cedocumentdresselepanoramadesélémentsàconnaitrepoureffectuerunepremièreapprochedanslecasd’unprojetderénovationd’unemaisonindividuellequicomprendl’installationd’unepompeàchaleurair-air.

ThierryNILLE

Présidentdel’AFPAC

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Sommaire1. PourquoirénoversonchauffageeninstallantunePACair-air.......................................................9

2. Lestechnologiesdisponibles........................................................................................................11

2.1. Pompeàchaleurair-airenélémentsséparésavecréseauaéraulique...............................11

2.2. Pompeàchaleurair-airenélémentsséparésavecunitésintérieuresàémissiondirecte.13

2.3. Pompeàchaleurair-airmonoblocavecréseauaéraulique...............................................14

2.4. Pompeàchaleurair-airàdébitderéfrigérantvariable(DRV)...........................................15

2.5. Rénovationdechauffageélectriquepartraitementpartieldulogementavecunepompeàchaleurair-air..................................................................................................................................16

2.6. Traitementduconfortd’étéparpompeàchaleurair-airencomplémentd’uneinstallationdechauffagetraditionnelle..............................................................................................................17

2.7. Interactionentresystèmedechauffageair-airetsystèmedeventilation.........................18

3. Dimensionnementdelapompeàchaleur....................................................................................19

3.1. Calculdesdéperditions.........................................................................................................19

3.1.1. Principeducalculdesdéperditions..............................................................................19

3.1.2. Déperditionssurfaciquespartransmissionàtraverslesparois...................................19

3.1.3. Déperditionslinéiquesauxliaisonsdesdifférentesparois...........................................20

3.1.4. Déperditionsparrenouvellementd’airetinfiltrations.................................................20

3.1.5. Latempératureextérieuredebasedulieu..................................................................20

3.2. Pompeàchaleurair-airavecréseauaérauliqueetsonappoint........................................22

3.2.1. Lapuissancecalorifique................................................................................................23

3.2.2. Ledébitd’air.................................................................................................................23

3.3. Pompeàchaleurair-airenélémentsséparésavecunitésintérieuresàémissiondirecte.24


3.3.2. Ledébitd’air.................................................................................................................24

3.4. Pompeàchaleurair-airàdébitderéfrigérantvariable(DRV)...........................................25


3.4.2. Ledébitd’air.................................................................................................................26

3.5. Caractéristiquesdelapompeàchaleur...............................................................................26

3.6. Performancesthermiquesdespompesàchaleur................................................................27

3.6.1. Modechauffage............................................................................................................27

3.7.2. Moderafraichissement.................................................................................................27

3.8. Spécificationsacoustiquesrèglementaires...........................................................................28

3.8.1. Règlementationsurlebruitintérieur...........................................................................28

3.8.2. Règlementationsurlebruitdevoisinage.....................................................................28

8

4. Implantationdelapompeàchaleur.............................................................................................31

4.1. Implantationdel’unitéextérieure........................................................................................31

4.1.1. Intégrationtechniquedelapompeàchaleur..............................................................31

4.1.2. Intégrationacoustiquedelapompeàchaleur.............................................................33

4.1.3. Installation....................................................................................................................38

4.1.4. Evacuationdescondensats...........................................................................................40

4.2. Implantationdelapompeàchaleurmonoblocintérieure...................................................40

4.2.1. Implantationenfaux-plafondouencombles...............................................................41

4.2.2. Implantationenlocalspécifique...................................................................................42

4.3. Implantationdesunitésintérieures......................................................................................42

4.3.1. Implantationdel’unitéintérieureassociéeàunréseauaéraulique............................43

4.3.2. Implantationdesunitésintérieuresàémissiondirecte...............................................47

5. Cequ’ilfautsavoirsurlesfluidesfrigorigènes.............................................................................49

5.1. LarèglementationF-GAS......................................................................................................49

5.2. Lesfluidesdisponibles..........................................................................................................51

6. Economiesd’énergieescomptées................................................................................................55

6.1. Domainedel’étude..............................................................................................................56

6.2. Améliorationsthermiquesdubâti........................................................................................59

6.3. Améliorationdeséquipements............................................................................................59

6.4. Consommationsannuellesenfonctiondeslotsdetravauxréalisés....................................63

6.4.1. MaisonMozartzoneH1a..............................................................................................63

6.4.2. MaisonMozartzoneH3................................................................................................67

6.4.3. MaisonGershwinzoneH1a..........................................................................................71

6.4.4. MaisonGershwinzoneH3............................................................................................75

6.5. Cequ’ilfautretenir...............................................................................................................79

7. Retourd’expérienceenrégionPACA...........................................................................................81

Bibliographie.........................................................................................................................................87

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1. PourquoirénoversonchauffageeninstallantunePACair-air

Lapompeàchaleurair-airutiliselescaloriesdel’air,uneénergiegratuite,pourchaufferefficacementetàmoindrecoûtunemaisonindividuelle.Ellepermet,eneffet,dediminuerd’unemanièreimportantelafacturedechauffage.Ceséconomiesfontdelapompeàchaleurair-airunsystèmerentableenseulementquelquesannées.Lescaloriesdel'airextérieurpourchaufferunlogementLeprincipedefonctionnementdelapompeàchaleurair-airestrelativementsimple.Celle-cicaptelescaloriesdel’airextérieurpourchaufferlamaison.Pourfonctionner,lapompeàchaleurabesoinauminimumdedeuxunités.L’une,situéeàl’extérieur,récupèrelescaloriesdel’airetl’autre,àl’intérieur,ladiffuseauseindulogement.

Diminuerd’unemanièreimportantelafacturedechauffageEnutilisantl’énergiegratuitedel’air,onnepaiequel'électriciténécessaireausystèmepourfairefonctionnerlapompeàchaleur.Onpeutainsidiminuerd’unemanièreimportantelafacturedechauffage.Ceséconomiespermettentd’amortirenseulementquelquesannéesleprixdelapompeàchaleurair-airetsoninstallation.

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Lapompeàchaleurair-airs'installesimplementL’installationd’unepompeàchaleurair-airestfacileetaisée.Eneffet,ilsuffitdedisposer:

• d'unjardinoud’unecourpouryinstallerl'unitéextérieure.Choisissezunemplacementquioccasionnelemoinsdebruitpourlevoisinage(distanceminimale,éviterlesanglesetrecoinsquirenvoientleson)

• d'unemplacementpourinstallerlesunitésintérieures.elless'installentsimplementau-dessusdesportesdespiècesàchauffer.Lajonctionentrelesdeuxestassuréeparuncircuitdefluidefrigorigène.

Rafraîchirunlogementgrâceàlapompeàchaleurair-airLapompeàchaleurair-airestunsystèmedechauffageperformantetéconomique.Deplus,eninversantsonmodedefonctionnement,onpeutobtenirdelafraîcheur.C’estenraisondesonsystème2-en-1quecetappareilestsouventappelépompeàchaleurréversible.Cettedoublefonctionnalitéetlefaiblecoûtdelapompeàchaleurair-airfontdecetappareilunesolutiontrèsintéressante.PuissanceetCOPdelapompeàchaleurair-airLesprincipalescaractéristiquesàconnaîtrepourjugerdelaperformanced'unepompeàchaleurair-airsont:

• Lecoefficientdeperformance(COP)quireprésentelenombredekWhdechaleurproduits,pour1kWhd'électricitéconsommée.LeCOPdelapompeàchaleurair-airsesituegénéralementautourde3.Laconsommationélectriquedelapompeàchaleurestdoncminime.

• Lapuissancecalorifique(enkW)quireprésentelacapacitédeproductiondechaleurdelaPAC.Lespompesàchaleurair-airactuellesontunepuissancecompriseentre2et20kW.

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2. LestechnologiesdisponiblesLespompesàchaleurairextérieur/airintérieurregroupentlestechnologiessuivantes:

• Enélémentsséparéesavecuneouplusieursunitésintérieuresalimentantunréseauaéraulique;

• Enélémentsséparésavecuneouplusieursunitésintérieuresàémissiondirecte(uneunitéintérieuredanslaoudanschaquepièceprincipale),enfonctiondurésultatrecherché:traitementpartieloutraitementglobal;

• Monobloc;• Systèmeàdébitderéfrigérantvariable(DRV).

Laplupartdesmachinesenélémentsséparésnécessitentuneinterventionsurlecircuitfrigorifiqueetlamanipulationdefluidesfrigorigèneslorsdel’installation.Ceciimpliquedeseconformeràlaréglementationconcernantlesfluidesfrigorigènes,notammentlesarticlesR543-75àR543-123duCodedel’environnement.Lespompesàchaleurair-airàvariationdepuissancesontéquipéesgénéralementd’uncompresseuravecvariationélectroniquedevitesse.Danscesystème,ilestassociédeuxcomposants:

• Unvariateurdefréquence(ouconvertisseur)quifaitvarierlafréquenced’alimentationdumoteurélectriqueducompresseur;

• UncompresseurInverterquiestspécifiquementconçupourfonctionneràdesvitessesderotationvariables.

Lavariationélectroniquedevitesseestintégréedèslaconceptionducompresseur.Lavitesseévoluedelalimitebassefixéepourdesraisonsdelubrificationducompresseur,àlalimitehautefixéeparlavitessederotationmaximaledumoteurélectrique.LesystèmeInvertermodulelavitessederotationducompresseurvoireduventilateurauniveaudechaqueunitéintérieureafind’adapterlapuissancethermiqueaubesoin.

2.1. Pompeàchaleurair-airenélémentsséparésavecréseauaérauliqueDanscetyped’installation,lapompeàchaleurestcomposéedesélémentssuivants:

• Uneunitéextérieurecomprenantlecompresseur,ledétendeur,lavanned’inversiondecycleetunéchangeurventilésurl’airextérieur;

• Uneouplusieursunitésintérieures(detypegainable)comprenantunfiltremobileàlareprised’air,unéchangeurventilésurl’airintérieuretledispositifdecommande.

L’unitéintérieureestraccordéeàunréseauaéraulique,enplacardouenfaux-plafondparexemple.Ceréseaupermetladistributiondel’airchaudourafraichi.L’airdelapièceestensuiterepris,traitéparl’unitéintérieurepuisréinjectédanslelocalouleslocaux.

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Figure1:Exempled’utilisationd’unepompeàchaleurairextérieur/airintérieurenélémentsséparésavecréseauaérauliquededistributiond’air

Lenombredediffuseursd’airàmettreenplacedépenddel’importancedulogementetdesdispositionsarchitecturales(pavillonsurdeuxniveaux,présencedemezzanine,piècesenL,etc…).

1. reprised’air2. grillesdediffusiond’air

Figure2:Exempled’implantationdesdiffuseursd’air

Uneunitéintérieurepeuttraiterunepièceouunezone,c'est-à-direunensembledepiècesayantdesbesoinsthermiquessimilairesaumêmemoment(parexemplerez-de-chausséeetétage,partiejouretpartienuit).Siplusieurspiècessontàtraiter,ilestpossibled’installeruneunitégainablepluspuissante,plusimportante,etassurerladiffusiondel’airchauffédanschacunedespiècestoutenconservantuncontrôleindividueldelatempérature.Ils’agitalorsd’unsystèmemultizonesdontchaqueconserveunfonctionnementindépendant.

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CommentaireDanslecasd’uneunitéintérieureparzone,chaquezonetotaliseunesurfaceaupluségaleà100m².Cettesolutionestunsystèmedit«multizoning».Lesunitésgainablessontassociéesàunkitmulti-zonesquidisposed’undispositifderégulationpièceparpièce.

Cesystèmepermetdepiloterjusqu’à8zones,viaunthermostatcentralisésituédanslapièceprincipaleetdesthermostatsindividuelspourchacunedeszonesàcontrôler.

Figure3:Exempled’utilisationd’unepompeàchaleurairextérieur/airintérieurenélémentsséparésavecréseauaérauliquededistributiond’airmulti-zones

2.2. Pompeàchaleurair-airenélémentsséparésavecunitésintérieuresàémissiondirecte

Danscetyped’installation,lapompeàchaleurestcomposéedesélémentssuivants:


• Plusieursunitésintérieuresdisposéesdanschaquepièceprincipalecomprenantunfiltremobileàlareprised’air,unéchangeurventilésurl’airintérieuretledispositifdecommande.

L’unitéintérieurepeutêtredetypemural,console,plafonnier,oupouvantêtreraccordéeàunréseauaérauliqueselonlesmodèlesproposésparlesconstructeurs.

14

Lenombred’unitésàmettreenplacedépenddel’importancedulogementetdesdispositionsarchitecturales(pavillonsurdeuxniveaux,présenced’unemezzanine…).Selonlesconstructeursetlesgammesdepuissancescalorifiques,entre2et8unitésintérieurespeuventêtreraccordéesàunemêmeunitéextérieure.Chaqueunitéintérieurebénéficied’unfonctionnementindépendant.

Figure4:Exempled’utilisationd’unepompeàchaleurairextérieur/airintérieurenélémentsséparésavecunitésintérieuresàémissiondirecte

2.3. Pompeàchaleurair-airmonoblocavecréseauaérauliqueDanscetyped’installation,lapompeàchaleurregroupetouslesélémentsentrantdanssacomposition:lecompresseur,ledétendeur,lavanned’inversiondecycle,l’échangeurventilésurl’airextérieur,l’échangeurventilésurl’airintérieuretledispositifdecommande.Lapompeàchaleurestinstalléesoitdansunlocaltechniquespécifique,soitenplacardouenfaux-plafondparexemple.Elleestraccordéeàunréseauaérauliquepermettantladistributiondel’airchauffé.L’airdelapièceestensuitereprisparunautreréseauaérauliquepermettantsontraitementparlapompeàchaleurpuisestréinjectédansleslocaux.

15

Figure5:Exempled’utilisationd’unepompeàchaleurairextérieur/airintérieurmonoblocavecuréseauaérauliquededistributiond’air

2.4. Pompeàchaleurair-airàdébitderéfrigérantvariable(DRV)Danscetyped’installation,lapompeàchaleurestcomposéedesélémentssuivants:

• Uneunitéextérieurecomprenantlecompresseur,undétendeurélectronique,lavanned’inversiondecycleetunéchangeurventilésurl’airextérieur;

• Plusieursunitésintérieuresdisposéesdanschaquepièceprincipalecomprenantunfiltremobileàlareprised’air,undétendeurélectronique,unéchangeurventilésurl’airintérieuretledispositifdecommande;

• Unbusdeliaisonentrechaqueunitéintérieureetl’unitéextérieure.L’unitéintérieurepeutêtredetypemural,console,plafonnier,oupouvantêtreraccordéeàunréseauhydrauliqueselonlesmodèlesproposésparlesconstructeurs.Lenombred’unitésàmettreenplacedépenddel’importancedulogementetdesdispositionsarchitecturales(pavillonsurdeuxniveaux,présenced’unemezzanine…).Selonlesconstructeursetlesgammesdepuissancescalorifiques,entre6et9unitésintérieurespeuventêtreraccordéesàunemêmeunitéextérieure.Chaqueunitéintérieurebénéficied’unfonctionnementindépendant.CommentaireIlexistedessystèmesàdébitderéfrigérantvariableàrécupérationd’énergiepermettantdefaireduchaudetdufroidsimultanément.

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Figure6:Exempled’utilisationd’unepompeàchaleurai/airàdébitderéfrigérantvariable(DRV)

2.5. Rénovationdechauffageélectriquepartraitementpartieldulogementavecunepompeàchaleurair-air

Danscetyped’installation,pourdesraisonsd’investissement,lapompeàchaleurvientenchauffagedebase.Lecomplémentétantassurépardesradiateursélectriques.Biensouvent,seulelapièceprincipaleesttraitéeparpompeàchaleurair-air.Dansd’autrescas,une,voiredeuxautrespièceslesontégalementL’installationestcomposéedesélémentssuivants:


• Uneouplusieursunitésintérieuresdisposéesdanschaquepièceprincipalecomprenantunfiltremobileàlareprised’air,unéchangeurventilésurl’airintérieuretledispositifdecommande.

L’unitéintérieurepeutêtredetypemural,console,plafonnier.Lenombred’unitésàmettreenplaceestàl’initiativedumaitred’ouvrage.Chaqueunitéintérieurebénéficied’unfonctionnementindépendant.

17

Figure7:ExempledeRénovationdechauffageélectriquepartraitementpartieldulogementavecunepompeàchaleurair-air

2.6. Traitementduconfortd’étéparpompeàchaleurair-airencomplémentd’uneinstallationdechauffagetraditionnelle

Danscetyped’installation,lapompeàchaleurair–airréversibleestinstalléeavecl’objectifdeclimatiserpartiellementlelogementl’été.Ellepeutégalementêtreutiliséeenmi-saisonpourdesbesoinsdechauffageafind’éviterderemettreenservicepourquelquesheuresparjourlesystèmedechauffagetraditionnel.L’installationestcomposéedesélémentssuivants:


• Uneouplusieursunitésintérieuresdisposéesdanschaquepièceprincipalecomprenantunfiltremobileàlareprised’air,unéchangeurventilésurl’airintérieuretledispositifdecommande.

L’unitéintérieurepeutêtredetypemural,console,plafonnier.Lenombred’unitésàmettreenplaceestàl’initiativedumaitred’ouvrage.Chaqueunitéintérieurebénéficied’unfonctionnementindépendant.

18

Figure8:Exempledetraitementduconfortd’étéparpompeàchaleurair–airencomplémentd’uneinstallationdechauffagetraditionnelle

2.7. Interactionentresystèmedechauffageair-airetsystèmedeventilation

Lessystèmesair/airfonctionnentenrecyclageetsontindépendantsdelaventilationmécaniquecontrôlée.Pourévitertouteinterférenceavecleréseaud’extractiondelaventilationmécaniquecontrôlée,iln’estpasprévudesoufflagedanslespièceshumides(cuisine,salledebains).Cesdernièressontchaufféesavecunémetteurélectriquesibesoin.

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3. Dimensionnementdelapompeàchaleur

Lasélectiondelapompeàchaleurs’effectueenfonctiondudimensionnementparrapportaucalculdesdéperditionsetdescaractéristiquesdespompesàchaleurdisponiblesdanslesgammesdematérielsdesconstructeurs.

3.1. CalculdesdéperditionsLesdéperditionsthermiquessontcalculéesselonlanormeNFEN12831etlecomplémentnationalNFP52-612/CN.

3.1.1. PrincipeducalculdesdéperditionsLesdéperditionssedécomposenten:

• Déperditionssurfaciquesàtraverslesparois(murs,fenêtres,portes,toit,plancher);• Déperditionslinéiquesauniveaudesliaisonsdesdifférentesparois,commeparexemplele

muretleplancher;• Déperditionsparrenouvellementd’airparlesbouchesd’entréed’airparventilation

naturelleoumécanique;• Déperditionsparlesinfiltrations:jointuresdeshuisseriesdesfenêtres,desportes,parles

trousenfaçade…Lesdéperditionssontcalculéespourlespiècesdontlechauffageestassuréparlapompeàchaleur.

3.1.2. DéperditionssurfaciquespartransmissionàtraverslesparoisLesdéperditionssurfaciquessontcalculéesàpartirdelaformulesuivante:

Déperditionssurfaciques=SommedeUxAx(Tint–Text)Avec:

- U:coefficientdetransmissionsurfaciqueenW/m².K- A:surfaceintérieuredelaparoienm²- Tint–Text:écartdetempératureentrel’intérieuretl’extérieurenK

20

3.1.3. DéperditionslinéiquesauxliaisonsdesdifférentesparoisLesdéperditionslinéiquessontcalculéesàpartirdelaformulesuivante:

Déperditionslinéiques=Ψxlx(Tint–Text)Avec:

- Ψ:coefficientdetransmissionlinéique(psi)enW/m.K- l:longueurdesliaisonsenm- Tint–Text:écartdetempératureentrel’intérieuretl’extérieurenK

CommentaireLanormeNFEN12831proposeuneméthodesimplifiéeconsistantàmajorerlescoefficientsdetransmissionsurfaciquedesparoisenfonctiondeleursliaisons.

3.1.4. Déperditionsparrenouvellementd’airetinfiltrationsLecalculdesdéperditionss’effectueàpartirdelaformulesuivante:

Déperditionsparrenouvellementd’air=0,34xqvx(Tint–Text)Avec:

- 0,34:chaleurvolumiquedel’airenWh/m3.K- qv:débitderenouvellementd’airparventilationetinfiltrationenm3/h- Tint–Text:écartdetempératureentrel’intérieuretl’extérieurenK

CommentaireLesentréesd’airinduitesparl’utilisationdehottesentoutairneuf,decheminéesàfoyerouvertoudetoutautresystèmenesontpasprisesencomptedanslaformule.

3.1.5. LatempératureextérieuredebasedulieuLesdéperditionssontcalculéespourlatempératureextérieuredbasedulieudéfiniedanslecomplémentnationalàlanormeNFEN12831,référencéNFP52-612/CN.Lafigure21présentelacartedeFrancedestempératuresextérieuresdebase.Descorrectionssontàapporterenfonctiondel’altitudedulieuconsidéré,selonletableaudelafigure22.

21

Figure9:Températuresextérieuresdebasenoncorrigéesparl’altitude

22

Figure10:Correctionsenfonctiondel’altitude

3.2. Pompeàchaleurair-airavecréseauaérauliqueetsonappointCelaconcernelapompeàchaleurair-airmonoblocouenélémentsséparésL’appareiloul’unitéintérieurepouvantêtreraccordéeàunconduitaérauliquepeutêtreéquipéed’unappointélectriqueaprèsleventilateurdesoufflage.Certainsproduitsselonlesconstructeursnecomprennentpasd’appointélectriquecarlaperformancedelapompeàchaleurpermet,mêmepar-15°Cext,decouvrirlesbesoinsdechauffage.Seuleslespièceshumides(cuisine,salledebains)sontchaufféesavecunémetteurélectriquesibesoin.Lapompeàchaleuretsonappointdoiventpermettred’obtenirlatempératureambiantedemandéepourlesconditionsextérieuresdebasedulieu.Ledimensionnementesteffectuéenmodechauffage.L’appointestconstituéd’unréchauffeurélectriqueplacéenavaldelapompeàchaleurafind’assurerlecomplémentdepuissancecalorifique.

23

Au-delàd’unepuissancecalorifiquede3kW,l’appointdoitêtreprévuavecàminimadeuxniveauxdepuissance.Ledernierniveauestmisenfonctionnementencasd’arrêtducompresseur.Ilconvientdemettreenœuvreundispositifdedélestagedel’appointélectrique.Sil’appointestcomposédeplusieursétages,ungestionnaired’énergieestgénéralementutilisé.CommentaireLedélestagedel’appointdoitaussipouvoirêtreeffectuémanuellement.

3.2.1. LapuissancecalorifiqueLapuissancecalorifiquedelapompeàchaleurestgénéralementcompriseentre80%et100%desdéperditionsduvolumetraité,calculéespourlatempératureextérieuredebasedulieu.Lapuissancetotaledélivréeparlapompeàchaleuretl’appointestégaleà120%desdéperditionsduvolumetraité,calculéespourlatempératureextérieuredebasedulieu.Latempératurelimitedefonctionnementgarantid’arrêtdelapompeàchaleurestinférieurede5Kàlatempératureextérieuredebase.Uneminorationdel’écartde5kestprévuelorsquelatempératureextérieuredebaseestinférieureà-10°C.Pourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1CommentaireLatempératurelimitedefonctionnementgarantiestlatempératureen-dessousdelaquelleleconstructeurnegarantitpaslefonctionnementsatisfaisantdelapompeàchaleurnil’obtentiondesperformancesattendues.

3.2.2. Ledébitd’airLedébitd’airsoufflédanschaquepièceestdéterminéenfonctiondelapuissancecalorifiquedulocalàcombattreetdel’écartentrelatempératuredel’airsouffléetcelledel’airambiant.Ledébitdesoufflagedel’appareilestmisenadéquationaveclasommedesdébitsàsoufflerdansleslocauxpourcombattrelesdéperditions.Ledébitd’airsoufflédanschaquepiècedesservieparuneouplusieursunitésintérieuresoubouchesdesoufflagedoitcorrespondreàuntauxdebrassagede5à10volumesparheure.Lesunitésintérieuresetgainablessontchoisiesenconséquence.Pourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1

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3.3. Pompeàchaleurair-airenélémentsséparésavecunitésintérieuresàémissiondirecte

Uneunitéintérieureàémissiondirectenepeutêtreéquipéed’unappointélectrique.Seuleslespièceshumides(cuisine,salledebains)sontchaufféesavecunémetteurélectriquesibesoin.Lapompeàchaleuretlesémetteursdoiventpermettred’obtenirlatempératureambiantedemandéepourlesconditionsextérieuresdebasedulieu.Ledimensionnementesteffectuéenmodechauffage.

3.3.1. LapuissancecalorifiqueLapuissancecalorifiquedelapompeàchaleurestgénéralementcompriseentre80%et100%desdéperditionsduvolumetraité,calculéespourlatempératureextérieuredebasedulieu.Lapuissancecalorifiquedelapompeàchaleurestde120%desdéperditionsduvolumetraité,calculéespourlatempératureextérieuredebasedulieu.Latempératurelimitedefonctionnementgarantid’arrêtdelapompeàchaleurestinférieurede5Kàlatempératureextérieuredebase.Uneminorationdel’écartde5kestprévuelorsquelatempératureextérieuredebaseestinférieureà-10°C.Pourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1CommentaireLatempératurelimitedefonctionnementgarantiestlatempératureen-dessousdelaquelleleconstructeurnegarantitpaslefonctionnementsatisfaisantdelapompeàchaleurnil’obtentiondesperformancesattendues.

3.3.2. Ledébitd’airLedébitd’airsoufflédanschaquepièceestdéterminéenfonctiondel’unitéintérieureinstallée.Ledébitd’airsoufflédanschaquepiècedesservieparuneouplusieursunitésintérieuresoubouchesdesoufflagedoitcorrespondreàuntauxdebrassagede5à10volumesparheure.LesunitésintérieuresetgainablessontchoisiesenconséquencePourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1

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3.4. Pompeàchaleurair-airàdébitderéfrigérantvariable(DRV)Lesunitésintérieuresnedisposentpasd’unappointélectrique.Seuleslespièceshumides(cuisine,salledebains)sontchaufféesavecunémetteurélectriquesibesoin.Lapompeàchaleuretlesémetteursdoiventpermettred’obtenirlatempératureambiantedemandéepourlesconditionsextérieuresdebasedulieu.Chaqueconstructeurdepompeàchaleurousystèmeàdébitderéfrigérantvariabledisposed’uneprocédurededimensionnement.Cetteprocéduresedécomposeendeuxétapes:

• Calculdelapuissancequedoitdélivrerchaqueunitéintérieureenmodechaud,auxconditionsnominalesduconstructeuretchoixdesunitésintérieures;

• Calculdelapuissancequedoitdélivrerl’unitéextérieureenmodechaud,auxconditionsnominalesduconstructeuretchoixdel’unitéextérieure.

Ledimensionnementd’unsystèmeàdébitderéfrigérantvariables’effectueconformémentauxpréconisationsduconstructeur.Adéfaut,ildoitrépondreauxexigencesspécifiéesci-dessous.

3.4.1. LapuissancecalorifiqueLapuissancecalorifiquedelapompeàchaleurestcompriseentre80%et100%desdéperditionsduvolumetraité,calculéespourlatempératureextérieuredebasedulieu.Lapuissancecalorifiquedelapompeàchaleurestde120%desdéperditionsduvolumetraité,calculéespourlatempératureextérieuredebasedulieu.Latempératurelimitedefonctionnementgarantid’arrêtdelapompeàchaleurestinférieurede5Kàlatempératureextérieuredebase.Uneminorationdel’écartde5kestprévuelorsquelatempératureextérieuredebaseestinférieureà-10°C.Pourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1CommentaireLatempératurelimitedefonctionnementgarantiestlatempératureen-dessousdelaquelleleconstructeurnegarantitpaslefonctionnementsatisfaisantdelapompeàchaleurnil’obtentiondesperformancesattendues.

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3.4.2. Ledébitd’airLedébitd’airsoufflédanschaquepièceestdéterminéenfonctiondel’unitéintérieureinstallée.Ledébitd’airsoufflédanschaquepiècedesservieparuneouplusieursunitésintérieuresoubouchesdesoufflagedoitcorrespondreàuntauxdebrassagede5à10volumesparheure.LesunitésintérieuresetgainablessontchoisiesenconséquencePourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1

3.5. CaractéristiquesdelapompeàchaleurLesélémentssuivantsdoiventêtreconnuspoursélectionnerlapompeàchaleur:

• Lestempératureslimitesréellesdefonctionnement(températured’entréeetdesortied’air);

• Unbilanthermiquepièceparpièce(calculsdesdéperditions)• Lesdébitsminimaletmaximald’air;• Lespertesdechargessurl’airpourlesunitéspouvantêtreraccordéessurunréseau

aéraulique(gainables);• Lessécuritésthermiques,électriquesetfrigorifiques;• Lesperformancesdelamachineauxpointsdefonctionnementdéfinisdansletableauci-

après;• Lesniveauxacoustiques;• Lepoids,lesdimensionsetlesmoyensdelevage;• Lespossibilitéslocalesduconstructeurpourlamiseaupointéventuelleetl’assistanceaprès-

vente.Fluidecaloporteur

Pointdefonctionnement Nominal Optionnel

Temp.sèche Temp.humide Temp.sèche Temp.humideAirextérieur Température

entréeévaporateur

7°C

6°C

-7°C

-8°C

Airintérieur Températureentréecondenseur

20°C

15°Cmaxi

20°C

15°Cmaxi

Pointsdefonctionnementenmodechaud,selonlacertificationNFPAC

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CommentaireLasélectiondelapuissancecalorifiquedelapompeàchaleurs’effectuepourlatempératureextérieuredebaseconsidéréeetnonpaspourcelleconsidéréepourlepointdefonctionnementnominal(+7°C)donnéedansladocumentationduconstructeur.

3.6. PerformancesthermiquesdespompesàchaleurLesperformancescalorifiquesd’unepompeàchaleurannoncéesparleconstructeurfontl’objetd’unecertification(NFPAC,Eurovent,…).LapompeàchaleurdoitrépondreauxexigencesdéfiniesdanslanormeNFEN14511.

3.6.1. ModechauffageEnmodechauffage,lapompeàchaleurestdéfinieparlescaractéristiquessuivantes:

• Lapuissancethermiquedissipéeaucondenseur;• Lapuissanceélectriquetotaleabsorbée.

Lecoefficientdeperformance(COP)estlerapportpuissancethermiquedissipéeaucondenseur/puissanceélectriquetotaleabsorbée.LamiseenœuvredurèglementcommunautaireEco-ConceptiondéfiniparlanormeNFEN14825exigedésormaisd’autresparamètrespermettantdecomparerlesperformancesàchargespartielles:SCOP/SCOPon/SCOPnet.

3.7.2. ModerafraichissementEnmoderafraichissement,lapompeàchaleurest-définieparlescaractéristiquessuivantes:

• Lapuissancethermiqueabsorbéeàl’évaporateur;• Lapuissancetotaleabsorbée.

CommentaireLesperformancesfrigorifiquesdelapompeàchaleurannoncéesparleconstructeurdoiventcorrespondentàcellescertifiéesparEUROVENT.Enmoderafraichissement,lapompeàchaleurestcaractériséeparlecoefficientd’efficacitéénergétique(EER).C’estlerapportpuissancethermiqueabsorbéeparl’évaporateur/puissanceélectriquetotaleabsorbée.LamiseenœuvredurèglementcommunautaireEco-ConceptiondéfiniparlanormeNFEN14825exigedésormaisd’autresparamètrespermettantdecomparerlesperformancesàchargespartielles:SEER/SEERon.

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CommentaireL’étiquetageénergétiqueduSCOP/SEERdespompesàchaleurair/airréversiblesd’unepuissancefrigorifiqueinférieureà12kWestobligatoiredepuisle1erjanvier2013,enapplicationdesrèglementsErP206/2012etEnergyLabeling626/2011.Ils’appuiesurlanormeNFEN14825.

3.8. SpécificationsacoustiquesrèglementairesLapompeàchaleurestseséquipementsdoiventrespecterlesréglementationsenvigueursurlebruitintérieuretsurlebruitauvoisinage.Ellesreposentsurlaconnaissancedespuissancesacoustiquesdespompesàchaleurmonoblocoudesunitésextérieuresetintérieurespourunepompeàchaleurenélémentsséparés.CesdonnéessontfourniesparlefabricantoudisponiblesdanslesbasesdedonnéesNFPACouEUROVENT.Lechapitre4présentedesinformationscomplémentairessurl’implantationetlesniveauxacoustiquesàproximitéd’unepompeàchaleur.Pourfaciliterlerespectdecesréglementations,leniveaudepuissanceacoustiquedelapompeàchaleurexpriméendB(A)doitêtrechoisienfonctiondesconditionsd’installation.CommentaireLesréférentielsNFPACetHPKeymarkfixentdesniveauxdepuissanceacoustiquemaximumenfonctiondespuissancescalorifiquesdepompesàchaleur.

3.8.1. RèglementationsurlebruitintérieurL’installationnedoitpasengendrerdenuisancessonoresàl’intérieurdulogement.Larèglementationsurlebruitintérieurstipuléeparl’arrêtédu30juin1999concernelesbâtimentsnouveaux.

3.8.2. RèglementationsurlebruitdevoisinageL’articleR1334-33ducodedelasantépubliquefixelesvaleurslimitesd’émergencesonoresadmises:

• 5dB(A)enpériodediurne(de7hà22h)• 3dB(A)enpériodenocturne(de22hà7h)

L’émergenceestdéfinieparladifférenceentreleniveaudebruitambiant,comportantlebruitparticulierencause,etleniveaudubruitrésiduelconstituéparl’ensembledesbruitshabituels,extérieursetintérieurs,correspondantsàl’occupationnormaledeslocauxetaufonctionnementhabitueldeséquipementsenl’absencedubruitparticulierencause.

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Lebruitrésiduelestlebruitmoyenquel’onmesuresurunepériodederéférencelorsquel’équipementincriminénefonctionnepas.Ils’agitdubruitdefond.Lebruitambiantestlebruitmesurépendantunepériodeéquivalentelorsquel’équipementfonctionne:lebruitambiantestdonclasommedubruitdel’équipementseuletdubruitrésiduel.Commeletempscumulédefonctionnementd’unepompeàchaleurdépassegénéralementhuitheures,aucunevaleurcorrectivenepeutêtrepriseencompte.

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31

4. ImplantationdelapompeàchaleurDèslaconception,ilestnécessaired’étudierl’implantationdel’unitéextérieure.Unaccèsaiséestnécessairepourl’entretienetlamaintenanceultérieuredelapompeàchaleur.Lesélémentsci-dessousnesontpasexhaustifs,Pourplusdedétails,ilconviendradeserapprocherdudocumentNFDTU65.16P1-1

4.1. Implantationdel’unitéextérieure

4.1.1. IntégrationtechniquedelapompeàchaleurDèslaphasedeconception,ilestnécessairedeprévoirlesdégagementsnécessairesautourdel’unitéextérieureainsiquelesventsdominantsquipeuvententraîner:

• Descontraintesmécaniquessurleventilateurdel’unitéextérieurepouvantallerjusqu’àlacassedumoteur.Afind’évitercetaléa,ilconvientd’adapterl’orientationdelaPACparrapportauxventsdominantscommeindiquéàlafigureci-dessous.

Figure11:Actiondesventssurleventilateurdelapompeàchaleur

• Unrecyclaged’airextérieurrejetéparlapompeàchaleurverssonaspiration.LorsquelaPAC

estexposéeauvent,lerefoulementd’airpeutêtreforcécontrelebâtimentetrabattuversl’aspiration.LorsquelaPACestsouslevent,ilsecréeunezonedepressionnégativequipeutforcerl’airderefoulementversl’aspiration.Pourévitertoutrisquededysfonctionnement,laPACestsoitsurélevée,soitéquipéed’un«plénum»derefoulementafind’évacuerl’airau-dessusdumur.Danscederniercas,ilconvientdevérifierledimensionnementduventilateur(pressionstatique).

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Figure12:Recyclageparasited’airextérieursurlapompeàchaleur

Figure13:Améliorationsdel’évacuationdel’airrejetéparunepompeàchaleur

• Uneinfluencesurlesperformancesdeséquipements.Lorsquelaproductioncomprenddeux

pompesàchaleur,leurimplantationdoitpermettred’éviterquelerefoulementdelapremièrenesoitpasaspiréparlaseconde.

Figure14:Implantationdedeuxpompesàchaleur

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Enparticulierlorsquelapompeàchaleurestimplantéeausud(cequifaciliteledégivrage),ilconvientquelasondedetempératureextérieurederégulationsoitplacéedansunendroitexemptdetouteperturbation,àl’abridusoleil,éloignéedessourceschaudesoufroidesdubâtiment(bouchesd’aération,fenêtres…).L’installationdelasondesuruneparoinordestconseillée.Ilconvientdes’assurerquel’implantationdelapompeàchaleurn’estpascontraireauxrèglesd’urbanismeoudecopropriété.

4.1.2. IntégrationacoustiquedelapompeàchaleurLesperformancesacoustiquesdesappareilssontdéfiniesparlesgrandeurssuivantes:

• Leniveaudepuissanceacoustique(Lw)LapuissanceacoustiqueexpriméeendB(A)caractériselasourcesonore,indépendammentdesonenvironnement.Ellepermetainsidecomparerlespompesàchaleurentreelles.Cettevaleurestfournieparleprocès-verbaldecertificationetleslaboratoiresdemesures.

• Leniveaudepressionacoustique(Lp)LapressionacoustiqueexpriméeendB(A)caractériseleniveaudebruitquel’oreilleperçoitetdépenddeparamètresindépendantsdelasourcesonoretelsqueladistanceparrapportàlasource,latailleetlanaturedesparoisdulocal,…lesréglementationssebasentsurcettevaleur.

Figure15:Grandeursprincipalesutiliséesenacoustique

Letableausuivantpermetd’obteniruneapprochaduniveaudepressionacoustique(niveausonore)obtenuenchamplibreenfonctionduniveaudepuissanceacoustique(sourcesonore)etdeladistanceàlaquellesetrouvel’élémentderéceptionparrapportàlasource.Ilconcernelespompesàchaleurencontactavecuneparoiréverbérante,parexempleposéessurunsoclebéton.

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Figure16:Approcheduniveausonoreobtenupourunepompeàchaleurposéesurunsocleenbéton:niveaudepressionLpendB(A)selonladistancedenm(propagationenchamplibre)

Lecassuivantreprendlecasd’unepompeàchaleuroud’uneunitéextérieuredepompeàchaleurenélémentsséparésinstalléesurdessupportsmuraux.Letableaupermetd’obteniruneapprocheduniveaudepressionacoustique(niveausonore)enfonctionduniveaudepuissanceacoustique(sourcesonore)etdeladistanceàlaquellesetrouvel’élémentderéceptionparrapportàlasource.

Figure17:Approcheduniveausonoreobtenupourunepompeàchaleurmontéesursupportsmuraux:niveaudepressionLpendB(A)selonladistancedenm(propagationenchampréverbérant)

Desprécautionsdoiventêtreprisespourintégreraumieuxl’unitéplacéeàl’extérieurvis-à-visduvoisinage:

• Placerl’appareilhorsdevueduvoisinagedirect,àpartird’uneterrasseouàpartirdebaiesvitrées:l’abriterderrièreunobstaclenaturelformantécrantelqu’unrideaud’arbustes,unehaie,unebuttedeterreouunmurdeclôtureenconservantunedistanceminimale;

• Nepasleplaceràproximitédeschambresdelamaisonvoisineoudelamaisonéquipée;• Eviterlaproximitéd’uneoudeplusieursparoisfortementréverbérantes.

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Figure18:Impactdelamiseenœuvresurlebruitd’unePAC

Danscertainscas,desprécautionscomplémentairessontnécessairesdufait,parexemple,d’unedistancetropfaibleparrapportauvoisinage.Ilconvientalorsd’affinerl’étuded’unpointdevueacoustique.Unécranacoustiquepeutêtreinstallétoutenrestantvigilantsurlerisquepotentieldesondessonoresréfléchiesparunemauvaiseimplantationdel’unitéextérieurevis-à-visdel’écran.

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CommentairePourlaposed’unécranacoustique,ilconvientdeserapprocherdesservicesdel’urbanismepoursavoirsiunedemandedetravauxenmairieestnécessaire.Lespréconisationssuivantespeuventêtreformuléespourlamiseenplaced’unécranantibruit:

• EmplacementL’écrandoitêtreplacéleplusprèspossibledelasourcesonoretoutenpermettantlalibrecirculationdel’airdansl’évaporateuretlesinterventionsd’entretien.Uneattentionparticulièreestportéesurlerisquepotentielderéflexiondesondessonoresparunemauvaiseimplantationdel’unitéextérieure.

Figure19:Exempled’implantationd’unepompeàchaleuretd’unécranantibruit

• Dimensions

Latailledel’écrandoitêtretellequel’uniténesoitpasvisibleparlevoisinage.Lahauteurdel’écrandoitdépasserd’unmètreaumoinslalignereliantl’habitationlaplushauteaupointleplusélevédelasourcesonore.Danslecasd’uneinstallationaupiedd’unimmeuble,ilpeutêtrenécessairedemunirl’écrand’unauvent.Lahauteurdel’écrannepouvantêtredémesurée,onn’admetgénéralementquel’angleforméparcetteligneetl’horizontaleest-d’environ30°.Demêmepourladéterminationdesalargeur,desrabatspeuvents’avérerindispensables,l’écranayantalorsuneformede«L»oude«U».

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Figure20:Exemplesdedispositiond’unécranacoustique

Figure21:Dispositiond’unécranantibruit

L’écranantibruitdoitêtrepeuréverbérantducôtédelasourcesonoreetpeud’ondesnedoiventletraverser.Ilestdoncrecommandédeleconstruireavecdesmatériauxdenses,depréférenceenmaçonnerie(exemple:parpaingscreuxavecalvéolesouvertesducôtédelaPACetalvéolesbouchéessurlafaceopposée).

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Figure22:Montaged’unécranantibruitentrelapompeàchaleuretlebâtimentàprotéger

4.1.3. InstallationLaPACestpositionnéesurunsupportetnedoitpasavoirdeliaisonrigideaveclebâtiment.Pourcelalespointssuivantssontàrespecter:

• Lapompeàchaleurestpositionnéesurunsupportadaptéàsonpoidsetàsonencombrement(soclebéton,plotsenbéton,longrines,châssissupport),sansliaisonrigideaveclebâtiment;

• Lahauteurduvideentrelapompeàchaleuretsonsupportdoitpermettrelebonécoulementdescondensatsnotammentlorsdesphasesdedégivrage;

• Lapompeàchaleurestfixéeàsonsupportàl’aidedegoujonsd’ancrage,devisetderondellesfreinsdetype«grower»ouàdentureextérieurechevauchanteafind’évitertoutdesserragedûauxvibrations.Lavisserieutiliséepermetunebonnerésistanceàlacorrosion;

• Desplotsantivibratilessontprévusentrelapompeàchaleuretlesupport.Ilpeuts’agirparexempledeplotsenélastomère,deplotsàressortsoud’amortisseursvisqueux.

• Lesupportestréalisé,positionnéoufixédefaçonàêtreplanethorizontal.Lagardeparrapportausoldoitêtresuffisante(100à150mm)pourlesmisesenhorsd’eau.Danslesrégionsavecdeforteschutesdeneige,cettegardeestsurélevéed’aumoins200mmparrapportàl’épaisseurmoyennedumanteauneigeux;Unecasquettedeprotectiondelapompeàchaleurpeutêtreenvisagéeentenantcomptedespréconisationsduconstructeur;

• Danslecasd’unsupportdetypedalleenbéton,unmatériaurésilientàbasedecaoutchoucdesynthèseouélastomèreestintercaléentreladalleetlastructure;

• Danslecasd’unsupportpréfabriqué,descoussinsantivibratilesamortisseurssontintercalésentrelesupportetlaparoioulesol.

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Ilestimpératifdechercheràréduirelatransmissiondesvibrationsparlesupport:

a) SocleenbétonàPrivilégierl’installationdelaPACsurunsocled’inertieLesdeuxprincipesessentielsàrespecter:

• L’inertiedusocleo Samassedoitêtreauminimumde2foislamassedelaPACo Lesocledoitêtreindépendantdubâtiment

• Lesdispositifsanti-vibratileso Desplotsanti-vibratilesdoiventêtremisenplacesouslesocled’inertie.Lasélection

sefaitenfonctiondelarépartitiondelacharge(danslecasd’unerépartitioninégaledelacharge,lasélectionpeutaboutiràdesplotsdemêmenaturemaisquipeuventsupporterdeschargesdifférentes)

o Touteslesreprisesdechargessurlebâtimentdoiventavoirdesdispositifsanti-vibratiles,delafréquencedesvibrationsdelaPAC,del’efficacitérecherchée(tauxdefiltrage)

Figure23:Installationsursocleenbéton

b) Châssismétallique

Encasd’impossibilitéd’installationdelaPACsurunsocleenbéton,onpeututiliserunsupportmétalliqueaveclesprécautionssuivantes:

• Lachaisesupportdoitêtretrèsrigide,robuste,avecunminimumdeflèche,etinstalléesurunmurporteur

• Lasélectiondesplotsanti-vibratilessefaitenfonctiondelarépartitiondelacharge,delafréquencedesvibrationsdelaPACetdel’efficacitérecherchée(tauxdefiltrage)

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Figure24:Installationsurchâssismétallique

4.1.4. EvacuationdescondensatsLescondensatsdoivents’écoulerlibrement.Sibesoin,notammentdanslecasd’unedallebéton,afindepermettreunebonneévacuationdescondensats,laPACestsurélevéed’unehauteurde50mmtoutenrestantdeniveau.L’écoulementdescondensatss’effectuesurunesurfacedrainante,dansunlitdecaillouxparexemple.Toutrisquedegeldescondensatssurunezonepassantedoitêtreévité.Dansleszonesfroides,siunetuyauteried’écoulementdescondensatsestutilisée,unrubanchauffantautorégulantestinstalléafindeprotégerlavidangedugel.

4.2. Implantationdelapompeàchaleurmonoblocintérieure

Unepompeàchaleurpeutêtreinstalléedansunlocalferméousemi-ouvertdèslorsqu’elleestéquipéed’unréseaud’amenéed’airneufetderejetàl’extérieuravecventilateurspécifique(ayantdelapressiondisponible).

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L’installationdesconduitsd’airdoitêtreconformeauxpréconisationsduconstructeur(longueur,section,matériauxabsorbants…).Adéfaut:

• Lesgrillesdeprised’airetderejetd’airavecgrillageanti-volatilesenaciergalvanisédoiventêtredimensionnéessurlasectionlibredepassageavecunevitessemaximalede2,5m/s.L’étanchéitéàl’airdetoutlepérimètredesgrillesdeprised’airouderejetdoitêtrerespectée.Uneisolationthermiqueetacoustiqueestmiseenplacesurtoutlepérimètredesgrillesetl’épaisseurdupercementmural;

• Lavitessedel’airdanslesconduitsaérauliquesdoitêtrelimitéeà4m/s;• Lesconduitssontdeformecirculaireourectangulaire.L’étanchéitéàl’airestassuréetoutle

longduréseau;• Touslesconduitsdoiventêtrecalorifugés.Lecalorifugeagedesconduitsentôles’effectue

côtéextérieur,avecunmatériauisolantimperméableàlavapeurd’eaupouéviterlacondensationentreleconduitaérauliqueetl’isolant.

L’installationdelapompeàchaleurdoittenircompteduvoisinageetenparticulierdeschambres.Lecaséchéant,desactionsspécifiquessurleslocauxetsurlamachinepeuventêtrenécessairesafind’éviterlapropagationdubruitUnepompeàchaleurmonoblocintérieuredoitêtreplacéedansunlocalspécifique,dédié,selonlachargedefluidefrigorigèneenprésence.

4.2.1. Implantationenfaux-plafondouencomblesUnedistancesuffisanteestprévueentrelerejetetlaprised’air.Leurimplantationprendencomptelesparamètressuivants:

• Lesensdesventsdominants;• Lechangementdefaçadepossibleentrelerejetetlaprised’air;• Lepositionnementpréférentieldurejetenpointhautparrapportàlaprised’airneuf.

Lerejetd’airnedoitpasconstituerunegênepourlesoccupants.Pourysatisfaire,ilestadmisqu’ildoitsesitueràunedistanceminimalede0,40mdetoutebaieouvranteetde0,60mdetouteentréed’airdeventilation.Cesdeuxdistancess’entendentdel’axedel’orificed’évacuationaupointleplusprochedelapartieouvrante(porte,fenêtre,châssis)oudel’orificed’entréed’airdeventilation.L’implantationencomblesestàéviterdanslamesuredepossibleousinondoitfairel’objetd’unsointrèsattentifdefaçonàmaintenirl’isolationglobaledulogement.Laprised’airetlerejetd’airdanslescomblessontàproscrire.Encasdeprised’airou/etderejetentoiture,unchapeauspécifiqueestprévuàchaquefoisavecunesectiondepassagecréantunevitessemaximalede2,5m/s.

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4.2.2. ImplantationenlocalspécifiqueLorsquelachargedefluidefrigorigèneestsupérieureàlalimitecalculéeparlanormeNFEN378-1,lapompeàchaleurestinstalléedansunlocaltechniqueouunesalledesmachinesspécifiqueouencoreàl’airlibre.Pourcalculerlachargemaximale,lesparamètresàprendreencomptesontlessuivants:ClassementdufluidefrigorigèneOccupationdeslocaux:leslocauxrésidentielssontdanslaclasseA–occupationgénérale.Leslocauxtechniquesousallesemachinessontconsidéréscommeinoccupés;Catégoriedusystème:ilestdirectdufaitquelecondenseuroul’évaporateurestencontactdirectavecl’airoulemilieuàchaufferouàrefroidir;Emplacementdusystème:lesystèmepeutêtreenpartie(pompeàchaleurenélémentsséparés)ouentotalité(pompeàchaleurmonobloc)dansunlocaltechniquevoiremêmeendehorsd’unlocaltechniquec'est-à-diredansunespaceoccupéparl’hommeouàl’airlibre Noninflammable Inflammable

Classe1 Classe2L Classe2 Classe3Noninflammable Légèrement

inflammable[=classe2ETvitessedecombustion≤10cm/s]

Inflammable Extrêmementinflammable

ClasseA:faibletoxicité

R-744(CO2) R-1234yf/ze(HFO)

R-152a R-290*R-600*

R-410A,R-407C R-32 ClasseB:fortetoxicité

R-717(ammoniac)

(*)Seulslessystèmesscellésenusineayantunechargeinférieureà150gdefluidefrigorigèneA2ouA3peuventêtreinstallésdansunespaceoccupéquin’estpasunesalledesmachines,sansrestriction.Figure25:classementdesfluidesfrigorigènespouvantêtreutilisésdanslespompesàchaleurenhabitatindividuel

4.3. Implantationdesunitésintérieures

Lesunitésintérieuresutiliséessontgénéralement:• Uneouplusieursunitésdisposéesenfauxplafondassociéesàunréseauaérauliquede

soufflaged’air;• Plusieursunitésàémissiondirectedisposéesdanschaquepièceprincipale.

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4.3.1. Implantationdel’unitéintérieureassociéeàunréseauaérauliquea)ConstitutionOnfavoriseunefiltrationdel’airrecycléplacéeauniveaudelareprised’airdelamachineelle-même.L’unitédesoufflagepossèdeaumoinslesélémentssuivants:

• Unegaineisolée:L’isolantestéquipéd’unrevêtementévitantladispersiondeparticules.Sibesoin,touteprécautionestprisepouréviterl’entrainementdeparticules,l’accumulationdepoussièresdanscertaineszonesdeturbulence,larétentiond’humiditéetfavoriserlenettoyageetl’inspection;

• Unventilateur:Ilestgénéralementdutypecentrifugeàuneouplusieursvitessesderotation,avecunepressionstatiquedisponible,audébitdesélection,compatibleavecleréseauaéraulique(de30à120Pa);

• Unebatterieréversible:Surlaplupartdesmatériels,elleestentubedecuivreetailettesenaluminiumavecunpascompatiblepourlesdeuxmodesdefonctionnement;

• Unbacàcondensatscalorifugé;• Unfiltre:

Lefiltredoitd’unepartprotégerlesoccupantsdeslocauxcontrelespoussièresouaérosolsporteursdeparticulesbiologiques,etd’autrepart,leséquipementscontrel’encrassementoul’introductiondeparticulesnuisiblesàleurfonctionnement.LefiltreutilisédoitêtreauminimumdeclasseG4selonlanormeEN779.Ilyalieudetoujourss’assurerdel’absencedefuitededérivationautourdufiltre.Unetrappedevisitedoitpermettreunaccèsrapideaufiltreafindepouvoirlecontrôler,lenettoyeretleremplacersinécessaire;

• Unecommandeàdistance.Desaccessoiresàmonterausoufflageouàlareprisepeuventéquiperl’unitételsque:

• Unplénumavecgrilledediffusionoud’extractiond’air;• Unemanchettesoupledechaquecôtéducaisson;• Unplénumpourconduitscirculaires

b)ImplantationL’emplacementd’uneunitéintérieureestdéfiniconformémentauxprescriptionsfourniesparleconstructeur.Adéfautlesquelquesrèglesexplicitéesci-aprèspeuventêtreemployées.Différentessolutionspeuventêtreenvisagéespourlamiseenplacedesmatériels,chacunedoitêtreétudiéeaucasparcasselonlesdispositionsarchitecturales.

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PoseenfauxplafondLesmodèlesplafonnierssontsuspendusauplafond.Lebacdescondensatsintègreunelégèrepenteafindefaciliterl’écoulement.Cequiéviteunfonctionnementdésaxéduventilateuretassuresalongévité.Unetrappedevisitesituéeàl’aplombdel’unitéintérieurefacilitelesopérationsd’entretienetdemaintenance.Elleestdimensionnéedefaçonàpermettreunaccèsaufiltreetunedéposesimpledel’unitéintérieure.Danslecasd‘unereprisecentralisée,lagrilledereprisepeutyêtreincorporée.

Figure26:Exempled’implantationd’uneunitéintérieureplafonnière

PosedansunplacardCesmodèlessontinstallésverticalementcontreunmur,soitensuspensionmurale,soitsurdespiedssupports.Sibesoin,unehauteurminimaleestconservéesousl’appareilafindepermettreledégagementdufiltre.Ilnedoitpasexisterdecontrepenterisquantunestagnationdel’eaudanslebacàcondensats.

45

Figure27:Exempled’unitéverticale

PoseencomblesCettesolutionestàéviterdanslamesuredupossibleousinondoitfairel’objetd’unsointrèsattentifdefaçonàmaintenirl’isolationglobaledulogement.L’isolationestplacéesousrampantaulieud’êtreposéesurlesplafondsquandc’estpossible.Danslecascontraire,sil’isolationestposéesurlesplafondslesdispositionssuivantessontprises:Constructiond’uncaissonisolé(isolationidentiqueàcelledulogementetvisitableautourdel’unité;Passagedesconduitsdesoufflageetdereprisesousl’isolantdescomblesourajoutd’unecoucheéquivalented’isolantpardessuslesconduits.AccèsQuellequesoitlasolutionretenue,lematérielinstallédoitresteraccessiblepourlesopérationsd’entretien.Ilestnécessairedeprévoirdestrappesd’accèssuffisammentdimensionnées(1mx0,5mminimumenfonctiondutyped’unitéinstallée)pourpermettrelamaintenanceetleremplacementdumatérielencasdebesoin.L’intégrationdelamachineestprévuedemanièreàévitertoutepropagationdebruitaulogement.

46

EvacuationdescondensatsL’évacuationdescondensatsdoits’effectuerdepréférencegravitairementversl’évacuationlaplusproche.Lapentedelatuyauteried’évacuationdecescondensatsdoitêtresuffisante(1,5cm/mauminimum)pourpermettrecetécoulement.L’utilisationdepompederelevagedecondensatsestàéviterdanslamesuredupossible.Ilestrecommandédecalorifugerlestuyauteriesd’évacuationafind’éviterdesphénomènesdecondensationpouvantentrainerdesdégradations.Différentessolutionsd’intégrationdelatuyauteried’évacuationsontpossibles:

• Créationd’unsoffite(figure28);• Passagedansunegoulotteenplinthe;• Cheminementenfaux-plafond,ouencombles.

Unsiphondoitêtreinstalléavantleraccordementàl’égoutpouréviterlaremontéed’odeursnauséabondesavecunegarded’air(tuyauterienoncolléeausiphon).Danslecasd’uneunitéintérieureraccordéeàunréseauaéraulique,ilconvientdefaireattentionàlapressiontotaleduventilateur.Commeilestreprésentéci-dessous,pourpermettreunebonneévacuationdescondensats,lahauteurminimaledesiphonH(mm)estaumoinségaleàdeuxfoislapressionnégative(mmeau)existantdansl’appareilenfonctionnement(avec1mmeau=10Pa).Lahauteurtotaleentrelasortiedel’unitéintérieureetlebasdusiphonestdedeuxfoislahauteurminimaleH(mm).Siunfaux-plafondexiste,lescondensatsdesappareilsdel’étagepeuventêtrerecueillisàl’aidedunetuyauterieinstalléedanscefauxplafond.

Figure28:Exempledesoffitecréépourpassagedelatuyauteried’évacuationdescondensats

47

Figure29:Hauteurminimaledusiphonsurlatuyauteried’évacuationdescondensatspouruneunitéintérieureraccordéeàunréseauaéraulique

4.3.2. ImplantationdesunitésintérieuresàémissiondirecteLechoixdutyped’unitéintérieureàimplantersefaitenfonctiondeladisponibilitédelaplaceausol,aumuroudanslasurfacedeplafondutilisable.Lechoixestfaitenaccordaveclemaîtred’ouvrageetl’architectesurleurspréférencesentermesdefonctionnalitéetd’esthétique.Lesdifférentessolutionslesplusutiliséessontlessuivantes:

• Unitémurale;• Unitéd’angle;• Consoleposéeausolouenallège;• Plafonniersimpleouplafonnierdecoin;

Lesgrandsprincipesd’implantationd’airsuivantssontrespectés:

• Choisirunemplacementoùlesorificesd’aspirationetdesoufflesontlibres(attentionauxrideaux);

• Etreattentifauxobstacleséventuels(poutre,refend,luminaire…);• Prévoirunaccèsautourdel’appareilpourlesopérationsdemaintenance;• Eviterunemplacementsoumisàunensoleillementdirect;• Veilleraurespectdel’architectureetdelapièceàtraiter.

48

Figure30:Exemplesd’unitésintérieuresenhabitat

49

5. Cequ’ilfautsavoirsurlesfluidesfrigorigènes

GES,EQCO2,GWP(ouPRP):QUELLESIGNIFICATION?LesfluidesHFCsontconsidéréscommedesgazàeffetdeserre(GES).Maistouslesréfrigérantsn’ontpas lemême impact sur le réchauffement climatique. Pour calculer les émissions de chacun : uneréférencecommeunitédemesure,lepoidsenéquivalentCO2(eqCO2).Pourcalculerl’impactdechacunsurleréchauffementplanétaire:unindicateur,leGWP(ouPRP),quidonnelapropriétéradiativedechacundesfluides.

5.1. LarèglementationF-GASLarèglementationF-Gasrévisée517-2014neprononcepasd’interdictiondeprincipeàl’encontredesfluidesHFC.Elleneprévoitpasnonplusleursuppressionpureetsimplepourlesinstallationsneuves.Certes,F-Gasannoncel’interdictiondemisesurlemarchédecertainséquipementsavecdesfluidesHFCdanslessecteursdufroid-commercialetdelaclimatisationmobile.Certes, l’ensembledes fluidesHFCest impactépar ladiminutiongraduelledesémissionsde gaz àeffetdeserre(GES)prévuepourtouteslessolutionsdechaudoudefroidjusqu’en2030.

50

VERSUNEMIXITÉDESREFRIGERANTS

Aucunerèglementationnationaleoueuropéennenepréconisel’usaged’unfluideuniversel,natureloualternatif,applicableàtouteslessolutionsfroid-clim&PAC.Defait,lesimpératifsposésparF-Gasconjuguésàlamobilisationdesfabricantsconduisentàuneoffreplurielle:àchaqueapplicationsesréfrigérantsalternatifs!Les Fluides HFC (Hydro Fluoro Carbures) représentent la 3ème génération de réfrigérants. Ilsconstituentunesolutionpourlaclimatisationdeconfort.Quelquesfluidesderéférence:

• LeR-410A,avecunGWPde2088,ilestconsidérécommemoyennementpolluant.• Le R-32 est considéré comme relativement peu impactant pour l’environnement avec un

GWPde675.Il constitue une alternative au R-410A au-delà de 2025 pour les petites climatisations bi-blocs.

• LeR-404Aessentiellementutilisépourlaréfrigérationcommerciale.AvecunGWPde3920,c’estungazàeffetdeserretrèsélevé(GWP>2500).

LesFluidesHFO(HydroFluoroOléfines)sont lesréfrigérantsde4èmegénérationparticulièrementadaptés et déjà développés pour les groupes de production d’eau glacée (Chiller). Leur GWP trèsfaibleestprochedeceluiduCO2.Danscettefamille,noustrouvons:

• LeR-1234-yf,plutôtdestinéàlaclimautomobileetoffrantunfaibleGWPde4.• LeR-1234-ze,plutôtdédiéautertiaire(chillers)avecunfaibleGWPde7.• LeR-1233-zdutilisépourleschillersdefortepuissance,telslescompresseurscentrifuges,

avecunGWPde4,5.

Les fluidesdits “naturels”utilisés pour des applications spécifiques. Ils représentent une solution,notammentdanslesapplicationsdefroid-commercial.Exemple:

• LeR-290dit“Propane”avecunGWPde3,pour lepetit froid-commercial (vitrines…)ouencircuitprimairerefroidissantdel’eauglycolée.

• LeR-744dit“CO2”avecuntrèsfaibleGWPégalà1,ycomprispourlesunitésdecondensationetlesvitrines(groupesplug-in).

LesmélangesHFC/HFO,crééspourremplacerlesHFCderéférencegrâceàdesGWPplusfaibles.Danscettefamille,noustrouvonsnotamment:

• Le R-452A : fluide non inflammable avec unGWP de 2140, solution universelle venant enremplacementduR-404Aycomprispourlacongélation.Utilisableau-delàde2022pourleséquipementsderéfrigérationfixe.

• LeR-513A:fluidenoninflammableavecunGWPde631,solutionproposéeenalternativeauR-134a.

• LesR-454CetR-455A,fluideslégèrementinflammablesavecunGWPinférieurà150,solutionsutiliséesenremplacementduR404A.

51

5.2. Lesfluidesdisponibles

Avec lacarteprésentéeci-dessous, les industriels froid-clim&PACproposentunevisionà10–15ansdecequesontetpourraientêtrelescouplesproduits/réfrigérantsdisponiblessurlemarché.Unemiseenperspectivequis’adresseàl’ensembledesprofessionnelsdusecteur.CepanoramaintègrelesexigencesdeF-Gascommelesréalitéstechniquespropresàchaquesolution.IlconsacrelesHFCcommefluidederéférencepourlaclimatisationdeconfortettertiairejusqu’en2025,aumoins.

LEFLUIDEHFCR-32

LefluideHFCR-32estconsidérécommeunealternativeintéressanteauR-410AsurlemarchédelaclimatisationdeconfortgrâceàunGWPde675.Plusde27millionsd’unitésR-32sontd’oresetdéjàinstalléesdanslemonde.

Le R-32 possède un GWP suffisamment faible pour s’assurer un avenir sur le secteur de laclimatisationdeconfortaprès2025.

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IlpossèdeunemeilleurecapacitéthermiquequeleR-410A.Aefficacitéégale,moinsdefluideutilisé.Réfrigérantàcomposantunique,leR-32estfacileàmanipuler,récupéreretrecycler.

LeR-32estclassé“légèrementinflammable”(A2L).La norme EN60335-2-40-ed6 définit les dimensions minimales des pièces pour les installationsutilisantdesréfrigérantsinflammables,etdoncenl’occurrencelesproduitsfonctionnantauR32.Ladimensionminimaledelapiècedépendradelaquantitéderéfrigérantetdutyped’unitésinstallées.Conséquence, l’installateur doit respecter des surfaces et volumes minimum en relation avec lacharge:

• Envolume,salimited’inflammabilité:1m

3=0.307kgdeR-32max.

• Envolume,lerisquedetoxicitéindique:1m3=0.300kgdeR-32max.

ClasséA2L,pourutiliserduR-32danslessolutionsdeclimatisationàdétentedirectedédiéesauxétablissementsrecevantdupublic(ERP)telsquelesécoles,sallesdespectacle,hôtels,lerespectdel’articleCH35desdispositionsgénéralesdurèglementdesécuritécontrelesrisquesd'incendieetdepaniquedanslesétablissementsrecevantdupublics’impose.

Miseenœuvre:D’unpointdevuedel’outillagenécessairepourl’installationoulamaintenance,ilyapeudedifférencesaveclematérielutilisépourleR-410A.LaplupartdesoutilssontcompatiblesOutilscompatiblesentreleR-32etleR-410A

- Cylindredecharge- Cintreuse- Outild’évasement- Clédynamométrique- Coupetubes- Pompeàvide- Balance

Modificationsouadaptationsnécessaires:

- Adaptateursurlabouteille(différentpasdevis)- Manomètre(modèledifférent)- Unitéetbouteillederécupération(adaptéesauxfluidesinflammables)- Détecteurélectroniquedefuites(adaptéauxfluidesinflammables)

Lesdifférencesprincipalesconcernentlemanomètre,labouteillederécupérationetledétecteurdefuite.IlfautprévoirunadaptateursurlabouteillecarlepasdevisestinverséparrapportauR410Aafinévitertouteerreurdemanipulation…

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LEFLUIDER-744,DIT“CO2”

Avec un GWP égal à 1, le R-744 constitue sans aucun doute la solution la plus propre en termesd’émissionsdegazàeffetdeserre(GES)!Leréfrigérantconnaitaujourd’huiunfrancsuccèssurlesmarchésduneufenfroid-commercialetpourlaproductiond’eauchaudesanitaireavecd’oresetdéjàplusde5millionsdechauffe-eauxthermodynamiquesCO2installésdanslemonde.Déjàprésentenpompeàchaleur,ilvasedévelopperdanslerésidentielindividuel,collectifetdanslaclimatisationautomobile.

Dotéd’untrèsfaibleGWP,leR-744s’obtientàpartirdutraitementdesfuméesdégagéesparlessitesindustriels.

LeR-744peut provoquer les symptômes typiquesde l’anoxie en cas de concentrationdansun airstagnant(dès7%).Aussi,l’installateurestinvitéàtravaillerdansunespaceventilé.Aucunehabilitationspécifiqueobligatoiren’estrequisepourlamanipulationduCO2.Cependant,lesinstallateurssontincitésàseformeràcetypedegazetautravailsurlesréseauxàhautepression.

LESFLUIDESHFO

LesHydroFluoroOléfines(HFO)sontdesfluidesfrigorigènesde4èmegénération.Issuedumarchédelaclim-auto,cettefamillederéfrigérantsalimentesurtoutlesnouveauxchillerspourgrandtertiaireetlesréseauxurbainsdechaleuroudefroid.En2015,6200chillerssontinstallésenFrance.

AvecdesGWPtrèsfaibles, lesfluidesHFOnesontpasconcernéspar laréductiondesquantitésdeHFC prévue par le règlement F-Gas. Ils réduisent fortement l’impact environnemental desréfrigérantscomparativementauxHFC.Enoutre,cessolutionss’avèrentassezefficacesauniveauthermique.RÉSULTAT:lesfabricantsdechillersfont,dèsàprésent,leparidutoutHFO.LesfluidesHFOs’adaptentassezbienàd’autressolutionsfroid-clim,enremplacementduR-134A.Leurlégèrepertedeperformanceestcompenséepardesconceptionsproduitsoptimisées.

Les fluides HFO sont classés “légèrement inflammable” (A2L) : ils ne peuvent être associés auxsolutionsDRVdestinéesauxétablissementsrecevantdupublic(ERP–cat.1,2,3et4).LemarchédeschillersestnaturellementdestinéauxERP.L’utilisationd’unchillerHFOn’estautoriséedanslesERPqu’avecunelimitationdechargeà150kg.Celacorrespondàunepuissancefrigorifiqued’environ650kW.CettelimitecorrespondauxfluidesA2nettementplusinflammables.Lesfabricantstravaillentàlaréductiondeschargesmaiscettelimitepeutpénalisercettesolutionprometteuse.

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LEFLUIDER-290,DIT“PROPANE”

Lesfluidesàbased’hydrocarbure(HC)incarnentunavenirpossiblepourlessolutionsfroidindividuelles-telleslesvitrines-etlesunitésdecondensationenfroidnégatif.LeR-290présenteunGWPégalà20.

Unrendementénergétiqueélevé,unetempératurederefoulementbassemêmeenfroidnégatif,d’unegrandepureté,leR-290assureunelongueduréedevieauxsolutionsauxquellesilestadjoint.

Aujourd’hui,larèglementationanti-incendie(CH35)définitlepropanecommeungazinflammableetexplosif.Acejour,pourdesraisonsdesécurité,lachargemaximaledeR-290autoriséedanslesappareilsdestinésaufroidcommercialestfixéeà150grammes.Dansl’attented’uneadaptationdelarèglementation,lesprofessionnelsdeladistributionsontdansl’obligationdedemanderdesdérogationsauxautoritéspourréaliserdesinstallationscontenantdupropaneenquantitésupérieure.

55

6. Economiesd’énergieescomptées

Cetteétudedesensibilitéaétéréaliséeen2011par

Sesrésultatssontpubliésenaccordaveclecommanditaire

L'objectifdecetteétudeestdedéterminer,enmaisonindividuellechaufféeàl’électricité,quelssontlesbouquetsdetravauxlesplusperformantsenrénovation,suivantsdescritèrestechniques,économiquesetenvironnementaux.Lesbouquetsdetravauxsontétudiéssur3périodesconstructivesafindemieuxappréhenderlamajeurepartieduparcexistant:

• Avant1974• Entre1974et1982• Entre1982et1989

TouslescalculssontréalisésàpartirdePerrenoudU48Versionutilisantlaversion1.0.3du05/02/09dumoteurThCE-exconçuparleCSTB.

56

6.1. Domainedel’étudeL’étudeportesurdeuxmaisonsreprésentativesduparcdesmaisonsindividuellesenFrance

ü MaisonMOZART

Pièce Surface(m²)séjour 36,5cuisine 9,5175ch1 10,935ch2 11,1375ch3 10,125entrée 14,31SDB+WC 7,155Total 99,68

type T4SHONm² 115,6SHABm² 99,84

57

ü MaisonGERSHWIN

58

type T7SHONm² 183,5SHABm² 158,51

59

6.2. AméliorationsthermiquesdubâtiApartird’unétatinitialdéfiniconformémentàlarèglementationthermiqueappliquéeaumomentdelaconstruction,destravauxd’améliorationdubâtisontprojetésetintégrésdanslescalculsdeperformance.Ledétaildecestravauxestdécritci-dessous.

MursL’améliorationthermiquedemursestréaliséeparl’ajoutd’unisolantderésistancethermiqueR=2,8m².K/W.Soit10cmdeLainederocheEcorock(0,036W/m.K)parl’extérieursousenduit.

ComblesLescomblesreçoiventunisolantderésistancethermiqueR=5m.K/W.Soit16cmdelainedeverre(0,032W/m.K)endoublecouchecroiséepourrecouvrirlessolives.

MenuiseriesLesmenuiseriespriseenconsidérationsontdesmenuiseriesbois4/16/4peuémissifàlamed’argon.

Uw=1,6W/m².K

PlancherbasPourlamaisonMozart,surterreplein,aucuneaméliorationthermiquen’estpriseencomptepourleplancherbas.Parcontre,pourlamaisonGershwin,ilestprévuuneisolationduplanchersurcavederésistancethermiqueR=2m.K/W,soit8cmdelainedeverre(0,04W/m.K),respectantlaréglementationthermiquedel’existant.

Perméabilitéàl’airLebutestd’atteindreleniveaudeperformanceBBCRénovation,lavaleurdelaperméabilitéestde0,8m3/h.m²danslecasdesmaisonsindividuelles.Parcontrecettevaleurn’estprisequelorsquetoutlebâtiestrénové:murs/fenêtres/combles.Sicestroisparoisnesontpasrénovées,lavaleurpriseencompteestlavaleurpardéfaut(1,7m3/h.m²)définiedanslaRTEx.

6.3. AméliorationdeséquipementsApartird’unétatinitialdéfiniconformémentàlarèglementationthermiqueappliquéeaumomentdelaconstruction,destravauxd’améliorationdeséquipementssontprojetésetintégrésdanslescalculsdeperformance.Ledétaildecestravauxestdécritci-dessous.

60

Pourtouslescas,unerégulationparhorlogeetthermostatd’ambianceestmiseenplace.

Productiond’ECSPourchaquesystèmedeproductiondechauffage,2systèmesdeproductiond’ECSontététestés:Ballonélectrique(idemexistant)

• Volume=260L• P=3kW• Cr=0,18Wh/L.K.jour

Ballonthermodynamique• Volume=285L• COP+7°C=2,67

PanneauxrayonnantsTouslesconvecteursexistantssontremplacéspardespanneauxrayonnants.Lespièceshumidessontégalementéquipéesdepanneauxrayonnants.

PACair-airtypemulti-splitLesystèmeseprésenteainsi:

LaPACair/airestutiliséepourlechauffage.L’unitéextérieureestraccordéeàdesunitésintérieuresmuralesrecyclantl’airintérieur.Dansnotrecas,iln’aétéprisquedesunitésmurales.

ü MaisonMozart• 1unitéextérieure

P=16,21kWCOP+7/20=3,38(valeurEurovent)COP-7/20=2.86(valeurEurovent)

• 6unitésintérieurescalibréesenfonctiondesbesoins

61

• 5unitésà24W• 1unitéà32W

ü MaisonGershwin• 1unitéextérieure

P=17,63kWCOP+7/20=3.51(valeurEurovent)COP-7/20=2.78(valeurEurovent)

• 8unitésintérieures

Lapuissancedesoufflagedetouteslesunitésintérieuresestpriseà188W:• 7unitésà24W• 1unitéà20W

PACair-airtypegainable

Lesystèmeseprésenteainsi:

L’airintérieurestrecyclépourêtreréchaufféparl’unitéintérieurepuisdistribuéedanschacunedespiècesdevieàtraversunplénum.Lespièceshumidesdoiventêtrechaufféesindépendammentpardesappareilsàeffetjouledirect(panneauxrayonnantsdansnotrecas).Eneffet,l’airdecespièceshumidesnedoitpasêtreprisdansunfluxd’airrecycléparl’unitéintérieure,cequiposeraitdesproblèmesdegestiondel’humiditédel’air.IlestànoterquelaventilationnepeutpasêtredetypehygroréglabledetypeBcarellen’estpasreconnuecompatibleaveclessystèmesdeclimatisationàrecyclagedontfaitpartielesystème.Pourlessimulationsaveclesystèmeprésent,ilestprisencompteuneVMCHygroA.

Lapuissancedesoufflagedetouteslesunitésintérieuresestpriseà152W:

62

L’unitéextérieuredusystèmeplénumsimpleest:ü MaisonMozart

• ModèleP=6kWCOP+7/20=3,61(valeurdocumentationconstructeur)Appointélectriquede2kW

ü MaisonGershwin• Modèle

P=8kWCOP+7/20=3,61(valeurdocumentationconstructeur)Appointélectriquede2.5kW

VentilationLaventilationestunparamètretrèsimportantpourmaintenirunequalitéd’airintérieursatisfaisante,ainsiquepouréviterl’apparitiondemoisissuresduesàl’humiditérejetéeparl’activitédesoccupants.Cependantlesystèmedeventilationpeutaussiêtreàl’originedepertesénergétiquesimportantessicelui-ciestmalpenséoudimensionné.

ü VentilationmécaniquesimplefluxhygroréglabledetypeBLapuissanceduventilateuraétédéfiniecommesuit:

• 10,5WpourMozart• 11,9WpourGershwin

Cetypedeventilationestmisenœuvrepourtouslescasréhabilitésàeffetjouledirect(panneauxrayonnants)etPACair/airVRV.

ü VentilationmécaniquesimplefluxhygroréglabledetypeALapuissanceduventilateuraétédéfiniecommesuit:


Cetypedeventilationestmisenœuvrepourtouslescasréhabilitésàeffetjouledirect(panneauxrayonnants)etPACair/airtypegainable.

ü VentilationmécaniquesimplefluxautoréglableLapuissanceduventilateuraétédéfiniecommesuit:


Cetypedeventilationestmisenœuvresurtouslescaseffetjouledirectavecréhabilitationdubâtiseul.

63

6.4. Consommationsannuellesenfonctiondeslotsdetravauxréalisés

Lessimulationsdonnentlesrésultatssuivants

6.4.1. MaisonMozartzoneH1a

LotsdetravauxExistant:situationconformeàl’annéedeconstructionBâtiseul+Auto:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationautoréglableaétéinstalléeMulti+C+F+HB:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesMulti+Bâti+HB:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesGainable+C+HA:lescomblesontétéisolés,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+F+HA:lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+C+F+HA:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+Bâti+HA:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstallées

64

H1a Elec MOZART

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +

ventilation kWhef/an

ECS kWhef/an

avant1974

existant 0,55 2,90 1,05 0,95 conv ballon nat 24578 3311Bâtiseul X X X X conv ballon Auto 11859 3311

PACR/RMulti

X X PAC+conv Joule HB 5689 2920X X X X PAC+conv Joule HB 4005 2920X X PAC+conv Thermo HB 5650 1210X X X X PAC+conv Thermo HB 3971 1210

PACR/RGainable

X PAC+Conv Joule HA 6789 2920 X PAC+Conv Joule HA 7072 2920X X PAC+Conv Joule HA 6344 2920X X X X PAC+Conv Joule HA 4055 2920X PAC+Conv Thermo HA 6740 1210 X PAC+Conv Thermo HA 7021 1210X X PAC+Conv Thermo HA 6295 1210X X X X PAC+Conv Thermo HA 4013 1210

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

kWhchau

ffage

H1a-constructionavant1974

65

H1a Elec MOZART

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1974-1982

existant 0,55 2,90 0,80 0,76 conv ballon auto 22770 3311Bâtiseul X X X X conv ballon Auto 15768 3311

PACR/RMulti


PACR/Rgainable


0

5000

10000

15000

20000

25000

kWhchau

ffage

H1a-constructionde1974à1982

66

H1a Elec MOZART

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1982-1989


PACR/RMulti


PACR/Rgainable


0

5000

10000

15000

20000

25000

kWhchau

ffage

H1a-constructionde1982à1989

67

6.4.2. MaisonMozartzoneH3

LotsdetravauxExistant:situationconformeàl’annéedeconstructionBâtiseul+Auto:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationautoréglableaétéinstalléeMulti+C+F+HB:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesMulti+Bâti+HB:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesGainable+C+HA:lescomblesontétéisolés,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+F+HA:lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+C+F+HA:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+Bâti+HA:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstallées

68

H3 Elec MOZART

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

avant1974


PACR/RMulti


PACR/RGainable


02000400060008000

100001200014000160001800020000

kWhchau

ffage

H3-constructionavant1974

69

H3 Elec MOZART

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1974-1982


PACR/RMulti


PACR/RGainable


02000400060008000

100001200014000

kWhchau

ffage

H3-constructionde1974à1982

70

H3 Elec MOZART

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1982-1989


PACR/RMulti


PACR/RGainable


0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

kWhchau

ffage

H3-constructionde1982à1989

71

6.4.3. MaisonGershwinzoneH1aLotsdetravauxExistant:situationconformeàl’annéedeconstructionBâtiseul+Auto:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationautoréglableaétéinstalléeMulti+C+F+HB:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesMulti+Bâti+HB:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesGainable+C+HA:lescomblesontétéisolés,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+F+HA:lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+C+F+HA:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+Bâti+HA:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstallées

72

H1a Elec GERSHWIN

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

avant1974


PACR/RMulti


PACR/RGainable


05000

100001500020000250003000035000

kWhchau

ffage

H1a-constructionavant1974

73

H1a Elec GERSHWIN

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1974-1982


PACR/RMulti


PACR/RGainable


05000

100001500020000250003000035000

kWhchau

ffage

H1a-constructionentre1974et1982

74

H1a Elec GERSHWIN

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1982-1989


PACR/RMulti


PACR/RGainable


0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

kWhchau

ffage

H1a-constructionentre1982et1989

75

6.4.4. MaisonGershwinzoneH3LotsdetravauxExistant:situationconformeàl’annéedeconstructionBâtiseul+Auto:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationautoréglableaétéinstalléeMulti+C+F+HB:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesMulti+Bâti+HB:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroBetunePACmulti-splitontétéinstalléesGainable+C+HA:lescomblesontétéisolés,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+F+HA:lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+C+F+HA:lescomblesontétéisolés,lesfenêtresontétéchangées,uneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstalléesGainable+Bâti+HA:l’isolationcomplèteaétérevue(combles,murs),lesfenêtresontétéchangées,etuneventilationhygroAetunePACgainableontétéinstallées

76

H3 Elec GERSHWIN

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

avant1974


PACR/RMulti


PACR/RGainable


0

5000

10000

15000

20000

25000kW

hchau

ffage

H3-constructionavant1974

77

H3 Elec GERSHWIN

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1974-1982


PACR/RMulti


PACR/RGainable


02000400060008000

1000012000140001600018000

kWhchau

ffage

H3-constructionentre1974et1982

78

H3 Elec GERSHWIN

Combles

Fenê

tres

Murs

Murgarage

Chau

ffage

ECS

Ventilatio

n Chauffage +


ECS kWhef/an

1982-1989


PACR/RMulti


PACR/RGainable


02000400060008000

10000120001400016000

kWhchau

ffage

H3-constructionentre1982et1989

79

6.5. Cequ’ilfautretenirLaPACair/airoffreunevraiealternativeauxéquipementsexistantsdetypeconvecteurs.Associéeàun,voireplusieurslotsdetravauxcomplémentairespouraméliorerlaperformancedubâti,cettesolutionestporteused’importanteséconomiesd’énergie.Danslecadred’unerénovationglobale,laproductiond’eauchaudesanitairethermodynamiqueapporteégalementdeséconomiesd’énergiesubstantielles.

80

81

7. Retourd’expérienceenrégionPACA

Ceretourd’expérienceaétépubliédanslenumérodeDécembre2015delarevue«EnergyEfficiency».MaximeRaynaud,DominiqueOsso,BernardBourges,BrunoDuplessisetJérômeAdnot,ingénieurschercheursàEDF,ensontlesauteurs.

Danslecadred’uneopérationd’efficacitéénergétiquevisantàlimiterlesconsommationsd’électricitéenrégionProvenceAlpes-Côted’Azur,enoctobre2009futlancépour6ansunevasteopérationpourpromouvoirlarénovationdemaisonsindividuelles.Lecœurdecibleétantlesmaisonsindividuelles,larénovationdevaitcomporter2lots:

• 1erlot:miseenplaced’unePAC(air-airouair-eau)oud’unchauffagebois(poêleouchaudière)

• 2ndlot:isolationdescombles,ouisolationthermiqueparl’extérieur,oumiseenplaced’uneproductiond’eauchaudesolaireouthermodynamique,ouchangementdesouvrants

Desfinancementsspécifiquesontétéproposéspourcetteopération.D’octobre2009àmars2012,4200maisonsindividuellesfurentrénovées.Auprintemps2012,uneétudefutlancéepourconnaitrel’évolutiondescomportementsconcernantlechauffageetl’utilisationdelafonctionrafraichissementsuiteàl’installationdepompesàchaleurréversibles.Ils’agissaitdequantifierleseffetsrebondsdirectsetindirects.L’effetrebonddirectestdéfiniparlademandedeconfortsupplémentaireinduitparl’installationdematérielsplusperformantsetàmeilleureefficacitéénergétique.Ilsetraduitparungainsurlaconsommationénergétiquemoindreparrapportàceluiescompté.L’effetrebondindirectestquantàluidéfiniparl’utilisationdefonctionnalitésnouvellesmisesàdispositionparlasubstitutiond’unePACréversibleàuneinstallationdechauffageancienne.Ilsetraduitparuneconsommationénergétiqueliéeàl’utilisationdelafonctionrafraichissement.212propriétairesoccupantsontétéinterviewéssurlesdépartementsduVar,desBouchesduRhôneetdesAlpesMaritimes.Lesdomainesabordésdanslequestionnairesontlessuivants:

• Caractéristiquesduménage,• Caractéristiquesdulogement,• Caractéristiquesdestravaux:isolationdesparois,systèmedeventilation,systèmede

productiond’ECS,systèmedechauffageetsystèmedeclimatisation,

82

• Energiedecuisson,• Appareilsélectroménagersetéclairage• Bilandeconsommation(récupérationdesconsommationsdepuis2009)• Habitudes• Gestionduconfortdechauffageetgestionduconfortdeclimatisation• Motivationsetbilandeladémarchederénovation

Acaused’imprécisionsdanslesréponsessurl’historiqueavanttravaux,seuls91casontétéconservés:

• 100%del’échantillonsontdesmaisonsindividuelles• 80%ontétéconstruitesaprès1974,dont54%construitesentre1976et1988,• Ellesétaientprincipalementéquipéesinitialementdeconvecteurs(44%)ouderadiateurs

électriques(20%)• Lasurfacemoyenneestde126m²(mini70m²etmaxi350m²)• 75%desenquêtésontdéclarésunetempératuredeconsignepourlechauffageentre19et

21°C(moyennede20,1°Cavecunminià14etunmaxià24)• 84%del’échantillonnepossédaitpasdesystèmedeclimatisationavanttravaux.

Calculdeséconomiesd’énergie

𝐸𝐸! = 𝐶!,!"!"#$%& − 𝐶!,!"!"#$%&

Avec 𝐸𝐸! :économiesd’énergieunitairesannuellesducasi,enkWh(énergiefinale) 𝐶!,!"!"#$%& :Consommationénergétiqueannuelletoususagesavanttravauxajustéeàunclimat

normalducasi,enkWh𝐶!,!"!"#$%& :Consommationénergétiqueannuelletoususagesaprèstravauxajustéeàunclimatnormalducasi,enkWh

• Consommationtoususagesréelle=sommedesconsommationsdéclaréespourles

différentesénergiesconvertiesenkWhpci• Ajustementclimatiqueuniquementsurlaconsommationdechauffage

Retourd’expérience

Surles91casretenus,leséconomiesd’énergieobservéessontlessuivantes:Dans44%descas,l’économieestinférieureà50kWh/m²Dans24%descas,l’économiesesitueentre50et100kWh/m²Dans17%descas,l’économieestsupérieureà100kWh/m²Cependant,dans58%descas,lavariationdeséconomiessesitueentre–50et+50kWh/m²

83

Sur91cas,quelstravauxontétéréalisés?

15 % des cas 85 % des cas

58 % des cas

84

Sur82casquelstravauxsontlesplusefficacesentermesd’économied’énergie?

Sur82cas,niveaud’installationdelaclimatisation

Travauxdeclimatisation Pourcentage

Installationavecl’opération 73%

Renouvellementavecl’opération 15%

Aucuneaction 12%

020406080

100120140160180

PACair/air+CESI PACair/air+isolationcombles

PACair/eau+2ndlot

MoyenneEEannuelle(enkWh/m²)

85

Sur82cas,usagedelaclimatisationaprèstravaux

Typed’usageInstallationavec

l’opérationRenouvellementavecl’opération

Aucuneaction

Utilisationencontinue(1moisetplus)

17% 9% 0%

Utilisationfréquente(de2à3semainesencumulés)

18% 25% 0%

Utilisationquelesjoursleschauds(-moinsd’1semaineencumulé)

25% 33% 10%

Pasd’utilisation 40% 33% 90%

Total 100% 100% 100%

86

Conclusion

• Deséconomiesd’énergieavéréespourdestravauxPACair-aircoupléeàunsecondlot.Toutefois,leséconomiessontvariablesetaucasparcas.

• Dans73%descas,lestravauxsontl’occasiondebénéficierdelaclimatisation,mêmesi65%déclarentnepasoupeul’utiliser.

• L’utilisationimportantedelaclimatisationminimiseleséconomiesd’énergie.

87

Bibliographie

RecommandationsRAGE

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