Laboratoire du froid- LGP2ES (EA 21) Cnam - Iffi Pompes à chaleur Chauffage – Production ECS

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 2 2 Marché des Pac - Historique

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 3 3 Depuis 2002 Cible privilégiée : bâtiment neuf ( ) puis rénovation Développement contrôlé du marché, suivi dune démarche qualité

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 4 4 Depuis 2005 : Facteur 4 Mise en place du crédit dimpôts Prise en compte des bâtiments existants (PAC air/eau) Développement de la demande Diversification de loffre : amélioration des performances adaptation aux sources de chaleur élargissement de la plage de fonctionnement PAC adaptées au bâti existant Objectif : proposer des PAC prêtes à lemploi, comme les chaudières

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 5 5 Outils qualité Pour les machines : NF PAC (organisme certificateur : Certita) Pour les installateurs : charte QualiPAC (AFPAC) Pour les foreurs : AQUAPAC + charte qualité Révision annuelle des critères dattribution du crédit dimpôts : Exemple : 2009 : le COP minimum est de 3,3 et le fonctionnement de la PAC doit être garanti par le constructeur jusquà –15°C 2010 : PAC air/air hors crédit dimpôts et COP>3,4

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 6 6 Outils qualité : NF PAC marque volontaire, délivrée par lAFAQ-AFNOR Certification, conformité des PAC aux différentes normes en vigueur respect de performances minimales Produits : PAC aérothermiques et géothermiques de puissance calorifique =<50 kW. Pour ces différents produits, elle certifie les paramètres suivants : Les coefficients de performance (COP) avec un seuil minimum pour différents points de fonctionnement ; La puissance thermique ; Le niveau de puissance acoustique. Procédure : essais sur différents produits de la gamme audit des unités de fabrication (vérifier la conformité aux normes et aux spécifications complémentaires du référentiel NF PAC. Fabricants

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 7 7 Outils qualité : Qualipac Appellation de confiance (AFPAC, 2007, +ADEME+EDF). Obligations : Disposer de personnels ayant validé le cursus de formation élaboré par lAFPAC et le COSTIC ; Accepter le contrôle chaque année dau moins une de ses installations par un organisme indépendant ; Proposer des PAC NF PAC Respecter une Charte Qualité en 10 points. Installateurs

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 8 8 Outils qualité : Qualipac Charte Qualité : 1.Donner suite à lappel client sous 2 jours ouvrables ; 2.Conseiller et assister le client dans le choix des solutions les mieux adaptées à ses besoins ; 3.Remettre un devis gratuit et détaillé avec du matériel NF PAC - ou respectant les mêmes exigences - dans le délai convenu avec le client ; 4.Informer le client sur lexistence des incitations fiscales et des offres de financement en vigueur ; 5.Définir les besoins du bâtiment à laide dune étude thermique (selon la norme NF EN 12831) et réaliser linstallation dans les règles de lart ; 6.Procéder à une mise en service, puis une réception de linstallation, en présence du client ; 7.Procéder à une mise en main personnalisée de linstallation, avec remise de documentation et proposition systématique de contrat dentretien ; 8.Remettre une facture détaillée de la prestation, conforme au devis ; 9.Proposer une garantie de deux ans ; 10.Remettre au client les documents permettant le suivi de sa satisfaction (Carte T).

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 9 9 Outils qualité : Aquapac Assurance couvrant les risques géologiques liés à la possibilité dexploitation énergétique dune ressource aquifère à moins de 100 m de profondeur, puis au maintien de ses capacités dans le temps. Cette assurance concerne les installations utilisant des pompes à chaleur dune puissance thermique supérieure à 30 KW. Double garantie : - garantie de recherche : ressource en eau souterraine insuffisante pour le fonctionnement des installations tel quil avait été prévu, -garantie de pérennité : risque de diminution ou de détérioration de la ressource, en cours dexploitation. AQUAPAC assure pendant 10 ans les investissements réalisés pour le captage et le transfert de la ressource jusquà léchangeur eau-eau et sa réinjection. Maîtres douvrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 10 Mesures financières

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 11 Depuis 2002

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 12 Mesures financières

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 13 Mesures financières

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 14 CopA Doc ADEME

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 15 Emissions de CO 2 liées au chauffage dune maison Maison de 130 m 2 ; climat normal

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 16 Dénomination des PAC PAC Energie motrice X : AIR EAU SOL Y : AIR EAU SOL PAC X/Y Imprécision avec les PAC indirectes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 17 Types de PAC Directe

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 18 Types de PAC Indirecte

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 19 Types de PAC Mixte

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 20 Définition des COP Indice de performance W aux W cp Auxiliaires : Pompes Ventilateurs Télécommande Régulation Résistances… I p = W cp

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 21 Définition des COP COP PAC +auxiliaires : Dégivrage Régulation Appoint Circulateurs….

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 22 Définition des COP COPA : COP MESURE par comptage des énergies entrantes et sortantes pendant UNE année dans le bâtiment SPF : Estimation théorique du COPA

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 23 Définition des COP Source : Ravel (Suisse)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 24 PAC à CMV : bref rappel

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 25 PAC CMV : COP Carnot

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 26 PAC CMV : COP Carnot

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 27 PAC CMV : T refoulement

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 28 PAC CMV : T refoulement

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 29 PAC CMV : plage fonctionnement compresseur

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 30 PAC CMV : plage dutilisation T départ eau (°C) T ext (°C)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 31 PAC CMV : fluides frigorigènes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 32 PAC CMV : fluides frigorigènes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 33 PAC CMV : fluides frigorigènes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 34 Vanne quatre voies

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 35 PAC CMV : Circuit avec un détendeur Ech Int + Ech ext -

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 36 PAC CMV : Circuit avec un détendeur

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 37 PAC CMV : Circuit avec un détendeur Ech Int - Ech ext +

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 38 PAC CMV : Circuit avec deux détendeurs

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 39 PAC CMV : Circuit avec deux détendeurs

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 40 Nouvelles architectures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 41 Nouvelles architectures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 42 Nouvelles architectures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 43 Nouvelles architectures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 44 Nouvelles architectures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 45 Nouvelles architectures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 46 Pac HT AIRWELL

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 47 Pac HT AIRWELL

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 48 Source extérieure : air Captage de chaleur dans lair extérieur -évaporation directe -refroidissement indirect (utilisation dun frigoporteur) Circulation de lair : -forcée (batterie ailetée avec ventilateur) -naturelle (batterie statique)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 49 Source extérieure : air Air statique : Avantages : pas de ventilation le givre ne gêne pas le transfert de chaleur utilisation possible de lénergie solaire Pas de gêne sonore Inconvénient : Température dévaporation plus basse

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 50 Source extérieure : air Air pulsé : Avantage : transfert de chaleur amélioré Inconvénients : Consommation des ventilateurs (10% de la consommation de la PAC) Formation de givre et nécessité de dégivrage (jusquà 20% de la consommation) Niveau sonore

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 51 Givrage retour eau (=entrée condenseur) en °C 30 air (entrée batterie) en °C 2 COP = 100% = 100% Humidité Relative en % 90 Débit volumique deau en l/h 2300

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 52 Givrage COP = 90 % = 89 % COP = 80 % = 73 %

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 53 Givrage Sonde température fin de dégivrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 54 Givrage Conséquences du givre

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 55 Givrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 56 Givrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 57 Dégivrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 58 Dégivrage Qdj : quantité de chaleur totale nécessaire au dégivrage ü Q + : quantité de chaleur servant à la mise en des masses métalliques concernées ü Q rg : quantité de chaleur nécessaire au réchauffement du givre ü Q f : quantité de chaleur utile à la fonte du givre ü Q sec : quantité de chaleur servant au réchauffement de leau résultante et au séchage ü Q - : quantité de chaleur servant à refroidir les masses métalliques concernées degi =(Q rg +Q f +Q sec )/Q d j

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 59 Dégivrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 60 Givrage - Dégivrage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 61 Inversion de cycle

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 62 Inversion de cycle

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 63 Source extérieure : air Pas dautorisation nécessaire Faible coût dinstallation T max (dép eau) limitée (basses T ext dhiver) Faible COP Givrage Condensats :conduite protégée contre le gel Attention aux émissions sonores

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 64 Source extérieure : air PAC extérieure : - protection contre personnes, neige, feuilles, poussières, petits animaux… - éviter les implantations au nord - éviter la recirculation de lair sur lévaporateur - attention aux nuisances sonores (voisinage)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 65 Source extérieure : air PAC intérieure : - soigner le dimensionnement des gaines dair (pression disponible des ventilateurs) - isoler les gaines dair (thermique/acoustique) - éviter les pièces chauffées - vérifier les dimensions du local (maintenance) - prévoir lévacuation des condensats

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 66 Source extérieure : air extrait

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 67 Source extérieure : air extrait

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 68 Source extérieure : air extrait + puits canadien

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 69 Source extérieure : air extrait + puits canadien

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 70 Source extérieure : eau de surface Utilisation soumise à déclaration et/ou autorisation Température variable : eau glycolée si <10°C non utilisable si <5°C Vérifier la température de leau restituée

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 71 Source extérieure : eau souterraine Température constante : 10°C à 15°C Dimensionnement de la pompe de prélèvement

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 72 Source extérieure : eau Analyse de leau :ph>7 fer dissous<0,15 mg/l manganèse<0,1 mg/l particules et organismes Eau de surface : 300 à 400 l/h par kW Eau souterraine : 150 à 200 l/h par kW Soumis à déclaration et/ou autorisation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 73 Source extérieure : eau Doc TI ; Pompes à Chaleur ; Auzenet ; Clerc-Renaud Utilisation directe

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 74 Doc TI ; Pompes à Chaleur ; Auzenet ; Clerc-Renaud Source extérieure : eau Echangeur intermédiaire

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 75 Source extérieure : sol A MERMOUD ; EPFL

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 76 Source extérieure : sol

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 77 Source extérieure : rejets thermiques Chaleur condenseur machines frigorifiques Eaux usées des réseaux urbains Eaux de refroidissement de processus industriels Etc….

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 78 Source intérieure : air Condensation directe + ventilateur Couplage à lunité extérieure : 15 à 20 m T soufflage maxi ~ 35 °C Pas dinertie : réponse rapide Modulaire et évolutif Chauffage – rafraîchissement déshumidification Traitement air neuf hygiénique

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 79 Source intérieure : air Réseau de gaines : dimensionnement très important Risque de court-cycles à cause de la faible inertie Consommation électrique pour le réseau de gaines Entretien des gaines (nettoyage)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 80 Source intérieure : plancher chauffant température uniforme, faible gradient de température température des pièces uniforme, sans convection froide et sans point chaud rayonnant, ce qui augmente la sensation de confort.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 81 Source intérieure : plancher chauffant Source statique (pas de mise en circulation de lair) Chauffage direct : pas de rafraîchissement possible T max plancher = 28°C : régimes deau 30°C/35°C à 35°C/40°C Bâtiments neufs : Chape humide, doù grande inertie thermique - possibilité de stockage - tenir compte du temps de réponse dans la gestion thermique Rénovation : Chape sèche, inertie thermique plus faible - prévoir un accumulateur

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 82 Source intérieure : plancher chauffant Coefficients déchange (W/m2.°C ) ChauffageRafraîch. Plancher11,67 Mur109

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 83 Source intérieure : ventilo-convecteurs VC «basse température» : 40°C/45°C à 45°C/50°C Consommation ventilateurs + régime plus élevé : COP élevé, mais plus faible quavec radiateurs Pas dinertie thermique Température uniforme Rafraîchissement, déshumidification dun local, traitement dair neuf

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 84 Source intérieure : radiateurs Radiateurs + chaudière : 70°C/90°C Radiateurs + PAC : 40°C/50°C (Tmax 65°C) Système le moins cher, mais température pas homogène. K faible : inertie thermique importante. Pas de rafraîchissement.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 85 Puissance dun émetteur de chaleur TeTe TdTd TrTr H TiTi KS ; T m K= f(q m, DT,…) =H(T i -T e ) =KS (DTLM) =q m c p (DT)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 86 Puissance dun émetteur de chaleur rayonnement : Qr = S x hr x (Tm - Ti) hr = E c x (T m + T i ) x (T m 2 + T i 2 ) x C o C o = 5,67051 x convection : Qc = S x hc x (Tm - Ti) radiateur :hc = 5,6 x ((T m - T i ) / (T m x h)) 0,25 T ~ T m -T i N : loi d'émission de l'émetteur. n augmente si : h r diminue hauteur de l'émetteur augmente.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 87 Puissance dun corps chauffant planchers chauffants, plafonds rayonnants : n = 1 à 1,1 : émetteurs convectifs : n = 1,4 à 1,5 ; radiateurs : n = 1,287 par défaut

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 88 Puissance dun corps chauffant n : planchers chauffants, plafonds rayonnants : 1 à 1,1 ; émetteurs convectifs : 1,4 à 1,5 ; radiateurs : 1,287 par défaut

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 89 Puissance dun corps chauffant Valeurs nominales : T N = 50°C (80/60°C ; 20°C)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 90 Sélection dun radiateur TeTe TdTd TrTr H TiTi KS ; T m DT Nom =50°C EX : Q bes = 1245W ; Td/Tr=60°C/50°C ; Ti=20°C : T = 35°C Q N =1245/(35)/50) 1,287 =1970 W Puissance catalogue nécessaire :

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 91 Puissance dun émetteur de chaleur T entrée constante 5 à 30 °C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 92 Puissance dun émetteur de chaleur (75°C/65°C) Besoins : 1500 W ; H=43 W/K T eau = 10 °C Débit nécessaire : 129 l/h débit installé : 0,8*129 l/h = 103 l/h (manque de débit) T eau = 12,5 °C (75°C/62,5°C) ; T m = 68,75°C Q installée =Dep*(DT/DT Nom ) n =1500*(48,75/50) 1,287 =1452W (-3,3%) Ti=20°C ; Te=-15°C T réel =1452/43-15 = 18,8°C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 93 Courbes de chauffe =H(T i -T e )

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 94 lois de température

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 95 lois de température

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 96 lois de température Numéro de loi deau = pente (Variation T eau /variation T ext ) Choix de la pente : T base = -15°C ; T max =80°C Pente = 1,6 Décalage parallèle = modif température intérieure Décalage = 0°C : T i = 20°C (courbe I) Décalage = -8°C : T i = 12°C (courbe IIa) Réglage II : arrêt chauffage si T ext >2°C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 97 PAC en substitution de chaudière sur réseau deau

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 98 PAC en relève de chaudière sur réseau deau

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 99 Production dECS légionelles : T ecs = 57°C à 60°C, ECS sur PAC seule : pas encore intéressant (coût et performances) Solutions : Appoint (électrique, solaire, gaz…) Préparateur indépendant

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 100 Production dECS

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 101 Production dECS mono-énergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 102 Production dECS mono-énergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 103 Production dECS bi-énergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 104 Couplage PAC/Solaire

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 105 Couplage PAC/Solaire PAC + capteurs solaires PAC capteurs solaires + appoint électrique Capteurs solaires : PC, ECS, régénération du sol

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 106 Thermofrigopompes Utilisation simultanée des deux sources

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 107 Thermofrigopompes Utilisation simultanée des deux sources E A EV2 condenseur Charge thermique prioritai re EV1

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 108 Thermofrigopompes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 109 Thermofrigopompes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 110 Thermofrigopompes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 111 Thermofrigopompes

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 112 Thermofrigopompes Surface : m 2 ; G =0,42 W/m 3.°C ( G1 ref de 0,53 W/m 3.°C). 2 PAC eau/eau (600 kW chaud,600 kW froid) sur réseau de ventilo-convecteurs 4 tubes et CTA avec récupérateurs Forage : 2 pompes de 100 m3/h maxi. Coûts dinvestissements en 1995 : 149 euros/m 2, pour le chauffage, la climatisation, la ventilation, 21 euros/m2 pour la GTB(1), soit un total de 170 euros/m2.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 113 Thermofrigopompes consommations et performances sur 9 ans (1998/2006) conso moyenne annuelle totale : 154 kWh/m 2 COP= 3,8 moyenne nationale : 250 kWh/m 2 coût moyen : 8,4 eurosHT/m 2 ; consommation PAC et pompes de puits : 39 kWh/m 2 (2,49 eurosHT/m 2 ) pour 66 kWh Chaud/m 2. coût moyen de production chaud/froid : 16 eurosHT/MWh. économie annuelle sur solution traditionnelle (chaufferie gaz et groupe froid) : 0,94 eurosHT/m 2, soit 37% - 14,8 kg de CO 2 /m 2,, soit 70 %.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 114 Dimensionnement dune PAC But : PAC = chaudière pour installations neuves pour réseaux existants Compromis : coût dinstallation/ coût dexploitation Objectif : temps de retour maxi ~ 3 ans

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 115 Dimensionnement : choix de la source extérieure Air Coût dinvestissement prioritaire Régions de protection deau Rénovation en habitat dense Climat (doux et humide ou très froid défavorable) Aucune démarche Eau Disposer de la ressource en eau de façon pérenne Coût dexploitation privilégié Climat non favorable pour lair Déclaration ou autorisation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 116 Dimensionnement : choix de la source extérieure Capteurs horizontaux Sol humide, faibles besoins de chauffage ou grande surface de terrain Placés entre 0,6m et 1,4m de profondeur 50 à 60% moins cher que les capteurs verticaux Free cooling Capteurs verticaux Habitat dense Terrain insuffisant, sol sec Placés entre 30m et 300m de profondeur Coût dinstallation très élevé Déclaration ou autorisation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 117 Dimensionnement : choix de la source extérieure

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 118 Dimensionnement : choix de la source extérieure

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 119 Coûts Source extérieure Source intérieure Prix TTC euros/m 2 Fonctionnement TTC euros/m 2 /an Air extérieur ou air extrait air60 à 90 2,5 à 4 Air extérieurEau60 à 90 2,5 à 4 Sol détente directe Eau80 à 1102,3 à 3,5 Eau glycolée ; capt horizontal Eau85 à 135 2,3 à 3,5 Eau glycolée, capteurs verticaux Eau145 à 185 2,3 à 3,5 Eau de nappeEau80 à 1302,3 à 3,5

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 120 Dimensionnement Pré-étude : Choix des sources ; implantation Courant électrique Dimensionnement : Besoins thermiques ; température départ eau Neuf : Bilan thermique Dimensionnement émetteurs Mono ou bivalent Puissance PAC Puissance Appoint Rénovation : Bilan thermique ; T max départ Correction éventuelle Couplage chaudière Puissance PAC Puissance Appoint

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 121 Dimensionnement : démarches Administratives Rénovation : circuit électrique Températures mini et maxi de la source extérieure hiver/été

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 122 Dimensionnement : études préalables Source extérieure : air PAC à lintérieur dimensions du local : - PAC + accessoires - maintenance - réseau de gaines avec isolation thermique Raccordement au réseau de chauffage Réseau de gaines pour air extérieur Ventilation du local Evacuation des condensats Isolation thermique et phonique

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 123 Dimensionnement : études préalables Source extérieure : air PAC à lintérieur Local non ventilé : Masse de fluide < L p.V local (m 3 ) L p = limite pratique de concentration (kg/m 3 ) R-407C : 0,31 R-410A : 0,44 Sinon : extraction obligatoire Ventilation naturelle : Section >=0,14.M frigo 0,5 Ventilation mécanique : =14.M frigo 2/3

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 124 Dimensionnement : études préalables Source extérieure : air PAC à lextérieur Implantation : - orientation (sud) - maçonnerie - habillage - protection : pluie, neige, feuilles, rongeurs Raccordement au réseau de chauffage Les accessoires sont toujours placés à lintérieur dun local (module hydraulique…) Limitation des émissions sonores

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 125 Dimensionnement : études préalables Source extérieure : eau Nappe souterraine Accès pour la foreuse Avant forage : étude géologique vérifier la présence dune nappe souterraine connaître le débit prélevable les températures mini maxi Eau de surface Connaître le débit mini prélevable les températures mini/maxi la qualité de leau

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 126 Dimensionnement : études préalables Source extérieure : sol Capteur horizontal Vérifier la surface de terrain disponible laccessibilité (dégagement) Capteur vertical Accessibilité pour les appareils de forage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 127 Choix des sources sol horizontal : 30 à 60 m 2 /kWchauffage sonde géothermique : 15 m/kW (prof 100 à 300 m). nappe phréatique :150 à 200 l/h/kW minimum eaux de surface : 300 à 400 l/h/kW minimum Coûts dinstallation/coûts dexploitation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 128 Dimensionnement : études préalables Installation électrique Logements (NF C ) : I max = 45A ; mono 220V Moteurs : P max = 1400W Dans certains cas, passage en triphasé nécessaire

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 129 Dimensionnement : besoins thermiques Selon : - utilisation : Chauffage ; ECS ; chauffage+ECS - contexte : bâtiment neuf ; rénovation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 130 Dimensionnement – Besoins de chauffage Bâtiment existant : ! Chaudières surdimensionnées daprès consommation, ou mesures effectuées Relations empiriques : Puissance dimensionnement avec ECS: C/280 (kW) (80% puissance chaudière) sans ECS : C/250 (kW) (90% puissance chaudière) C : consommation annuelle (m 3 gaz ou l fuel) Bâtiment neuf : Bilan thermique selon DTU et RT2005

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 131 Dimensionnement : besoins chauffage Bilan thermique global: puissance PAC par pièce: dimension émetteurs température extérieure de base (T base ) température des locaux : selon pièce étudiée, température réglementaire : 18°C = f(U parois,S parois, renouv air) Pour une zone climatique donnée,

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 132 Dimensionnement : besoins chauffage T base : valeur minimale constatée au moins 5 jours par an sur une période de trente ans

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 133 Dimensionnement : besoins chauffage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 134 Dimensionnement : besoins chauffage Déperditions : transmission par les parois + infiltrations/renouvellement dair Parois : éléments de paroi + liaisons transmission surfacique : UA. T) [W] transmission linéique : YL. T) [W] (murs, sols, planchers, portes, fenêtres,….) T = T i -T e T i = Température intérieure T e : température de base si paroi exterieure température local adjacent si paroi intérieure

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 135 Dimensionnement : besoins chauffage Bilan thermique Infiltrations : perméabilité du bâtiment ou de la pièce Renouvellement : ventilation R.Vh.(T i -T e ) Vh : volume habitable T i : Température intérieure T e : Température extérieure de base Infiltrations : perméabilité du bâtiment ou de la pièce Renouvellement : ventilation R :0,2 si VMC auto-réglable 0,14 si VMC hygroréglable A 0,12 si VMC hygroréglable B

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 136 Dimensionnement : Température de départ rénovation : mesure des T départ/ retour dans chaque pièce, vs Text ; à défaut, calcul

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 137 Dimensionnement : Température de départ rénovation : atteindre T d minimale Td<55°C : OK 55°C<Td<65°C : –Quelques pièces : améliorer lisolation thermique des pièces, ou changer les radiateurs –Toutes les pièces : améliorer lisolation de la maison, ou changer les radiateurs, ou installer une PAC moyenne température 65°C<Td<75°C : améliorer lisolation, changer les émetteurs ou installer une PAC haute température

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 138 Dimensionnement : température deau Pour chaque pièce : Puissance chauffage sélection radiateur (neuf) OU calcul T eau (rénovation) = 1800 W (T base = -7°C) =146 W/élément N = 1, éléments ; T i = 20°C Envisagé :T i = 20°C ; T eau,moy = 70°C ; T alim =75°C = 12*146 = 1752 W

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 139 Dimensionnement : température deau = 1800 W Conditions réelles DT = 51,1°C; T i = 19°C; T eau = 75,1°C -20%

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 140 Intérêts dun renforcement de lisolation économies : diminution du besoin en chaleur >>PAC moins puissante et moins coûteuse. >>diminution du besoin annuel du chauffage >>températures départ plus basses, meilleur COPA isolation thermique améliorée >> Augmentation des températures moyennes des parois : même confort, températures ambiantes plus basses

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 141 Dimensionnement : amélioration de lisolation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 142 Intérêts dun renforcement de lisolation : exemple besoin en chaleur : 20 kW ; kWh annuel chauffage à eau chaude (65 °C/ 50 °C). isolation thermique ultérieure : besoin en chaleur 15 kW (-20%) ; kWh/an. température départ moyenne 55°C : COP augmente de 20-25%. Economie globale en coûts énergétiques : 44% dans le cas dune installation de chauffage par pompe à chaleur. maison dhabitation

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 143 Choix du fonctionnement Monovalent (ou mono énergie) : 100% PAC Bivalent alterné : T> T équil : 100% PAC T< T équil : 100% chaudière Bivalent parallèle (ou simultané) : T> T équil : 100% PAC T< T équil : PAC + chaudière T< T arrêt : 100% chaudière

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 144 Fonctionnement mono énergie Tout électrique : PAC + appoint Faibles puissances (MI)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 145 Fonctionnement monovalent PAC

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 146 Fonctionnement bivalent alternatif (rénovation)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 147 bivalent parallèle ou partiellement parallèle

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 148 Dimensionnement : ECS Consommation : 80 à 100 l/j /personne (0,2kW) Utilisation de profils type de puisage Prise en compte de lECS selon : gestion de la PAC mode de production ECS Volume stockage éventuel : 50 l/pers ; mini = 300l

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 149 Dimensionnement : ECS Production collective sauf si : MI, ou alors si : Distances importantes ; mauvais foisonnement ; puisages spécifiques

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 150 Dimensionnement : ECS Utilisation :logement collectif, individuel bureaux, école, hôpital… Neuf/rénovation Rénovation : relevé de consommations réelles Neuf/rénovation : calcul débits instantanés/puisage utilisation de profils type Calcul des besoins courbes de puisage !

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 151 Dimensionnement : ECS Profil type logement (AICVF) Base : 24 l/jour

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 152 Dimensionnement : ECS Profil type hôpital (AICVF)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 153 Dimensionnement : ECS Profil type hôtellerie (AICVF)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 154 Dimensionnement : ECS Profil de puisage : à moduler selon le mois de lannée le niveau de confort consommations Energie puisée Consommation : T distri (35 à 45°C) <T production (60°C) Vol(60°C) = Vol(T distrib ). (T distri - 10)/(T prod -10)

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 155 Dimensionnement : ECS Courbe des besoins consécutifs Profil de puisage : à moduler selon le mois de lannée le niveau de confort consommations Energie puisée Evolution des besoins maximaux consécutifs en énergie pour 1 heure, 2 heures, 3 heures E = 1,16*Vol*(T prod -10)/1000 (kWh) litres Rappel : 1 Wh = 3600 W.s=3600 J

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 156 Dimensionnement : ECS Puisage maxi en : 1 h : l (18-19h) 2 h : l (18-20h) 3 h : 2284 l (6h-9h) Hotellerie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 157 Dimensionnement : ECS Semaine E= 1,16.vol.DT/1000 kWh litres T départ - 10 ! T départ normalisée 60°C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 158 Dimensionnement : ECS

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 159 Dimensionnement : ECS Besoins continus

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 160 Dimensionnement : ECS

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 161 Dimensionnement : ECS Production instantanée Puissance nécessaire : 127kW

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 162 Dimensionnement : ECS Production + stockage Stockage : 125 kWh Puissance nécessaire : 25kW

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 163 Dimensionnement : ECS Profil type hôtellerie (AICVF) Reconstitution : 8 h

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 164 Dimensionnement : ECS Accumulation Stockage : 410 kWh À reconstituer en 8 heures

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 165 Dimensionnement : ECS Couples (puissance ; Volume stockage) Courbe dégale satisfaction des besoins :

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 166 Dimensionnement : ECS Consommation journalière moyenne: CJ Puisage de pointe journalière V ph : 0.75.CJ Période de pointe T ph : durée du puisage V ph Puisage de pointe à 10 min : 0,3.CJ Démarche générale Puisage de pointe journalière 10 mn ; 0,3.CJ T p –1/6 h ; 0,45.CJ

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 167 Dimensionnement : ECS Types de préparation InstantanéeAucun stockage. préparateur absorbe la pointe max 1/2 instant.pointe à 10 mn : stockage + échangeur Q échangeur : pointe V ph restante ½ accumul.Tranche horaire max : stock.+ échangeur Q échangeur : remise en température accumulationConsommation journalière sur stockage Q échangeur : remise en température

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 168 Dimensionnement : ECS Puissance préparateur : Instantané : (l/h) = débit de pointe à 1O min Stockage : V sto = O Puissance : = 1,16..DT/1000 (kW) Production instantanée

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 169 Dimensionnement : ECS Coefficient defficacité Vitesse trop élevée T trop froide Température retour trop froide Circulation interne : Manque disolation Ballon horizontal !!!! V total = 200l à 60 °C Puisage : 100 l Stratification : Bonne : Reste 100l à 60°C + 100l à 10°C Mauvaise : Reste 200l à 35°C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 170 Dimensionnement : ECS Coefficient defficacité a : coefficient defficacité 0,4 à 0,95 Mauvais excellent

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 171 Dimensionnement : ECS ½ Instantané : Stockage : V sto = 1OOO.E sto /(1,16.(T ec -10)a) Puissance : = 1,16.V.DT/(1000.(T ph -1/6)) (kW) Production semi instantanée Pointe journalière : T ph = 10 min+ restant ; V ph Pointe à 10 minutes : Ballon + préparateur ; V p10 Restant : préparateur ; V= V ph - V p10 (l) en T ph -1/6 (h) = P dis + 1,16.V.DT/(1000.(T ph -1/6))

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 172 Dimensionnement : ECS ½ accumulation : Stockage : V sto = 1OOO.E sto /(1,16.(T ec -10)a) Puissance : = 1,16.V.DT/(1000.T h ) (kW) Production semi accumulation Pointe horaire : ballon + échangeur Réchauffage entre pointes : préparateur (V =10 à 20 % conso J en T h tranche hor. max) = P dis + 1,16.V.DT/(1000.T h )

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 173 Dimensionnement : ECS Puissance préparateur : Accumulation : Vol = conso journalière E = 1,16.vol.DT/1000 (kWh) Stockage : V sto = 1OOO.E/(1,16.(T ec -10)a) Puissance : P dist + E/(0,9.T reconst ) 0,9 : pertes thermiques ballon a : coefficient defficacité

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 174 Bilan thermique : Calcul des besoins Chauffage : déperditions pour t base ECS : Puissance préparateur TOTAL si Chauffage + ECS : Instantané ou semi instantané : 1 - Puissance+puissance conso journalière max 2 - Puissance conso pointe ECS Puissance totale = max (1,2) Accu ou semi accu : Puissance totale = chauffage + ECS

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 175 Dimensionnement de la PAC ne pas surdimensionner une PAC. DT chauffage (DeltaT)< 5°C, (3 à 4°C) (consigne =T retour ) : T dép reste basse DeltaT source froide< 5°C (2,5 à 3°C) T d dans les conditions de base, doit être la plus basse possible.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 176 Puissance PAC vs besoins dénergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 177 Puissance PAC vs besoins dénergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 178 Puissance PAC vs besoins dénergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 179 Puissance PAC vs besoins dénergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 180 Puissance PAC vs besoins dénergie Température déquilibre

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 181 Puissance PAC vs besoins dénergie Température déquilibre

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 182 Puissance PAC vs besoins dénergie

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 183 Puissance PAC vs besoins dénergie PAC Besoins -12°C ; Td= 58°C ???? -6,5°C ; Td= 53°C OK

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 184 PAC Monovalente Dimensionnement : Besoins pour T base Attention à T dép maxi

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 185 Substitution chaudière (mono énergie) PAC + appoint électrique App. PAC

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 186 Substitution chaudière (mono énergie) PAC + appoint électrique App. PAC

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 187 Substitution chaudière (mono énergie) PAC + appoint électrique T arrêt T base T base -5°C AIR/EAU T arrêt T=T base T=T arrêt ?

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 188 Substitution chaudière (mono énergie) PAC + appoint électrique EAU/EAU Dt appoint <5K T sc ~10°C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 189 Substitution chaudière (mono énergie) T bivalence <-10°C T arrêt ~ -15°C Couverture >95%

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 190 Relève chaudière AIR/EAU T base : augmente Fonctionnement bivalent alterné ou parallèle EAU/EAU Selon couplage

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 191 Relève chaudière Bivalent alterné PAC Chaudière Température bivalence T=T base

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 192 Relève chaudière Bivalent parallèle Chaudière PAC T=max(T arrêt, T base )

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 193 Relève chaudière T bivalence ~-5°C à 0°C Couverture >80%

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 194 Dimensionnement logement Bâtiment neuf A2T base°C B2Besoins chauffage pour T base kW C2Besoins journaliers (24*B2)kWh/j D2Nbre habitants E2Besoins ECS (D2*4)kWh/j F2Puissance thermique nécessaire (C2+E2)/24 kWh G2Puissance thermique au delà limite de chauffage E2/24 (T lim = 15°C) kWh H2T d /T r pour T base °C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 195 Dimensionnement logement Rénovation A3T base°C B3Consommation dénergie système ancien : Chaudière ; ECS (15% chauffage) ; poêles.. L ; m 3 … C3Besoins journaliers chauffage D3Nbre habitants E3Besoins ECS (D3*4) F3Puissance thermique nécessaire G3Puissance thermique au delà limite de chauffage E3/24 (T lim = 15°C) H3T d /T r pour T ext,1 T d /T r pour T ext,2 T d /T r pour T ext,3

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 196 Dimensionnement logement A4Source extérieureAir/Sol.. B4Fabricant, type, fluide frigokW C4Puissance thermique normalisée (A2/W35 ; B0/W35..cf EN 255) kWh/j D4P absorbée pour ditokWh/j E4COP F4T max départ condenseur°C G4T min entrée évapo°C H4Points dexploitation : A--/W kW

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 197 Dimensionnement logement Diagramme fonctionnement

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 198 Vérification point de fonctionnement pour T dép et T ext =T bivalence plage de fonctionnement : T dép, T ret T mini :18°C

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 199 Résultat A5PAC choisie B5Fonctionnement monovalent jusquà C5T dép maxi nécessaire T arrét PAC D5Appoint électrique pour le chauffage E5Appoint électrique ECS -production ECS par basses températures -Élever T ECS -Lutte contre légionellose -NOTA : Vol chauffe eau : 50l/pers ; mini 300l

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 200 Exemple de schéma hydraulique Pac sans accumulateur ; ECS Un circuit Pas de vanne régulation Pas de robinet thermostatique ECS ON ECS OFF

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 201 Exemple de schéma hydraulique Pac avec accumulateur //; ECS Un circuit chauffage ON chauffage OFF

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 202 Exemple de schéma hydraulique Pac avec accumulateur //; ECS chauffage ON chauffage OFF

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 203 Schémas pour pac bivalente SR RDist Chaud PAC SR RDist Chaud PAC

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 204 PAC bivalente sur ballon T dép,ch >=T dép PAC

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 205 Fin de la journée!!!

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 206 Utilisation dun ballon accumulateur Accumulateur technique : découplage hydraulique PACBallon UtilisateurGénérateur Débit PAC > débit utilisateur (DT PAC~5°C) On Off

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 207 Utilisation dun ballon accumulateur Faible inertie du réseau de distribution Pas de régulation de puissance sur la PAC Plusieurs générateurs ou circuits en parallèle Si réseau de radiateurs : plus de 40% de vannes thermostatiques ou dégivrage par inversion du circuit Eviter les courts cycles Pas daccumulateur: augmenter plage neutre régulateur (périodes de fonctionnement acceptables). Volume : Branchement parallèle: 20 à 25 l/kW Branchement série : 10l/kW

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 208 Utilisation dun ballon accumulateur Accumulateur thermique : UtilisateurGénérateur PAC Ballon Chargement par étapes: débit PAC constant ; T ballon varie : COP, mais T ballon non réglée

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 209 Utilisation dun ballon accumulateur Accumulateur thermique : Chargement par stratification : T ret PAC et T ball réglées : COP plus faible, mais T ball constante UtilisateurGénérateur PACBallon

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 210

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 211 Vérification de limplantation de la PAC ne pas surdimensionner une PAC. DT chauffage (DeltaT)< 5°C, (3 à 4°C) ;(la régulation se fait sur la température de retour PAC). On évite ainsi d'avoir des températures de départ trop élevées et ceci est important pour une installation en plancher chauffant où elle doit être limitée à 50°C. DeltaT source froide< 5°C (2,5 à 3°C) T d dans les conditions de base, doit être la plus basse possible. Eviter l'installation d'une vanne 3 ou 4 voies car elle va augmenter la température de retour PAC et donc créer des courts cycles, mis à part sil y a un ballon tampon bien dimensionné.

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 212 Point de bivalence Critères de choix : Cycles de dégivrages Climat considéré Isolation et types démetteurs Puissance électrique de linstallation Type de couplage avec lappoint Compromis coûts Ne pas surdimensionner la PAC

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 213 Coefficients de conversion de lénergie facteurs de conversion France (Effinergie) / Allemagne (Passivhaus) Sources : JO n° 225 du 28/09/2006 texte numéro 10 JO n° 112 du 15/05/2007 texte numéro 35JO n° 225 du 28/09/2006 texte numéro 10 JO n° 112 du 15/05/2007 texte numéro 35 Facteurs de conversion Effinergie®Passivhaus PHPP Fuel 11,1 Gaz naturel 11,1 Gaz liquéfié 11,1 Charbon11,1 Bois0,60,2 Electricité Mix2,582,7 Photovoltaïque 0,7

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 214 Pac HT AIRWELL

Conservatoire national des arts et métiers Laboratoire du froid (LGP2ES) – PARIS Janvier 2010 Votre titre Pompes à chaleur 215 Pac HT AIRWELL