Fiche explicative Pompes à chaleur fonctionnant au gaz

CERTIFICATS D’ECONOMIES D’ENERGIE – FICHE EXPLICATIVE SUR LES CHAUDIÈRES
Certificats d’économies d’énergie
Fiche explicative n°FE 05
Fiche explicative
Pompes à chaleur fonctionnant au gaz :
PAC à absorption gaz et PAC à moteur gaz
Fiches d’opérations standardisées concernées:
BAR-TH-50 : Pompe à chaleur collective à absorption de type air/eau ou eau/eau
BAT-TH-40 : Pompe à chaleur à absorption de type air/eau ou eau/eau
BAT-TH-41 : Pompe à chaleur à moteur gaz de type air/eau
L’objet de cette fiche explicative est de donner des informations générales sur le contenu des
fichesd’opérations standardisées CEE relativesaux pompes à chaleur gaz, numérotées cidessus, ainsi que de définir les modes de preuve.
Cette fiche contient les éléments suivants :
Une explication du principe de fonctionnement des 2 technologies,
Une précision des termes techniques contenus dans les fiches CEE,
Les modes de preuves nécessaires à la valorisation des fichesd’opérations standardisées,
Des recommandations de mise en œuvre des technologies,
Des réponses aux questions les plus posées sur ces technologies.
I.
Principe de fonctionnement
Une pompe à chaleur (PAC) est un système thermodynamique permettant de transférer la chaleur
d’un milieu froid, la « source froide » vers le milieu plus chaud, la « source chaude ». Ceci a tendance
à refroidir le milieu froid et réchauffer le milieu chaud.
Ce phénomène forcé est l’inverse du phénomène naturel (rappel : la chaleur passe du milieu chaud
au milieu froid jusqu’à ce que les températures des deux milieux arrivent à un équilibre).
Exemple : le réfrigérateur ainsi que le climatiseur sont des systèmes thermodynamiques .
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Le cycle thermodynamique qui permet de transférer de la chaleur de la source froide à la source
chaude est constitué de 4 phases :
1.
2.
3.
4.
Evaporation
Compression
Condensation
Détente
Note : la « source » représente le lieu de puisage des calories. Ce puisage peut se faire dans l’air,
l’eau ou le sol. Plus les températures de la source froide sont constantes, plus les performances de la
PAC seront bonnes.
Etape 1 : le fluide frigorigène sous forme liquide est évaporé dans l’évaporateur grâce aux calories
puisées à la source froide.
Etape 2 : le fluide frigorigène à l’état gazeux est acheminé vers le compresseur afin d’y être
compressé. L’augmentation de la pression du fluide frigorigène provoque une augmentation de la
température de ce fluide et donc des calories qu’il contient.
Etape 3 : le fluide frigorigène est acheminé vers le condenseur et passe de l’état gazeux à l’état
liquide. Ce changement d’état s’accompagne d’un transfert des calories emmagasinées par le fluide
frigorigène vers le fluide du réseau de chauffage.
Etape 4 : le fluide frigorigène, alors à l’état liquide est toujours sous pression. Il va donc être détendu
dans le détendeur afin de revenir à sa pression initiale.
Le cycle recommence lorsque le fluide retourne à l’évaporateur.
Si le moteur du compresseur du cycle thermodynamique est entraîné par un travail électrique, on
parle alors de pompe à chaleur électrique (voir la fiche explicative relative aux PAC électriques). Si par
contre il est entraîné par un travail d’origine thermique (énergie gaz utilisée), on parle alors de pompe
à chaleur gaz.
Il existe 2 types de PAC gaz :
Les PAC à moteur gaz,
Les PAC à absorption gaz.
Présentation de la PAC à moteur gaz
Le cycle thermodynamique est le même que décrit précédemment mais le moteur du compresseur est
un moteur gaz à combustion interne.
En fonctionnement, le moteur gaz produit de la chaleur qui est utilisée soit pour :
Maintenir les performances du système en hiver lorsque l’écart de température entre la
source froide et la source chaude est important,
Contribuer à un autre usage thermique comme par exemple le préchauffage de l’eau chaude
sanitaire.
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Présentation de la PAC à absorption gaz
Dans le cas de cette PAC, la compression du fluide frigorigène n’est pas mécanique (cas de la PAC
moteur gaz) mais chimique. En effet, le fluide frigorigène est absorbé par un fluide avec lequel il a une
bonne affinité chimique(par exemple NH3 (ammoniac-fluide frigorigène) est absorbé par H2O (eaufluide absorbant)) à l’entrée du compresseur. Ce nouveau fluide (NH3-H2O) est alors facilement monté
en pression. Puis, il est réchauffé par un brûleur gaz ce qui provoque la séparation des deux fluides.
Le fluide frigorigène NH3, alors sous pression,poursuit son cycle : il est acheminé vers le condenseur
pour transférer ses calories à la source chaude.
Illustration du fonctionnement
de la PAC à absorption gaz
La réaction d’absorption du fluide frigorigène par H2O est une réaction exothermique (ie. qui produit de
la chaleur lorsqu’elle a lieu). Cette chaleur ainsi que celle récupérée au niveau du brûleur gaz et des
produits de combustion (récupération de la chaleur latente de l’eau dans les fumées) permet de
produire de l’eau chaude sanitaire jusqu’à 70°C. Il n’est donc pas nécessaire de coupler la PAC à
absorption gaz avec un appoint.
Réversibilité de ces systèmes
Ces systèmes sont réversibles, c'est-à-dire qu’ils peuvent également produire du froid. Il suffit
d’inverser le cycle thermodynamique (à l’aide de vannes hydrauliques). Le bâtiment devient alors la
source froide dans lequel les calories vont être puisées (le bâtiment va donc se refroidir) et l’extérieur
du bâtiment devient la source chaude dans laquelle ces calories vont être transférées (l’extérieur du
bâtiment va donc « se réchauffer »).
Note : dans le cadre du dispositif des CEE, seul le mode chauffage et (chauffage +ECS) est valorisé.
La production de froid n’est pas prise en compte.
Performances de ces systèmes
Les performances énergétiques de la PAC gaz sont données par :
le coefficient de performance, appelé COP, pour le fonctionnement en mode chauffage,
l’EnergyEfficiency Ratio, appelé EER, pour le fonctionnement en mode climatisation.
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Type de PAC
Il existe des PAC à moteur gaz de type air/air et air/eau.
Il existe des PAC à absorption gaz de type air/eau et eau/eau. Ce dernier type rassemble
les PAC dont la source froide est de l’eau d’une nappe phréatique et celles dont la source
froide est de l’eau glycolée.
Note : PAC gaz de type x/y : « x » indique la source froide dans laquelle les calories sont puisées;
« y » indique le vecteur de transfert des calories emmagasinées par le fluide frigorigène (appelé
également « source chaude »).
II.
Précisions des termes employés dans les fiches d’opérations standardisées
RAS
III.
Modes de preuves
Eléments transversaux
Type et performance de la PAC gaz
(BR142, BT288 et BT294)
Le type et le COP de la PAC gaz peuvent être justifiés par la facture du professionnel ou, le cas
échéant, par le service technique du bénéficiaire ou de l’entreprise opérant l’installation de chauffage.
La facture devra mentionner la référence commerciale, le type et le COPde la PAC gaz installée.
Dans le cas où le type et le COP de la PAC gaz ne sont pas précisés, ceux-ci devront être attestés
par le demandeur. Cette attestation pourra faire référence à la documentation du constructeur ou une
base de données professionnelle.
Mise en place réalisée par un professionnel
(BR142, BT288 et BT294)
Cette exigence peut être justifiée par la présentation de la facture des travaux réalisés par le
professionnel.
Dans le cas où les travaux n’ont pas donné lieu à une facturation spécifique, notamment lorsqu’un
service technique du bénéficiaire ou de l’entreprise opérant l’installation de chauffage, la facture de
l'acquisition de l’équipement installé et le compte rendu de l'installation par le service technique
peuvent justifier de la mise en place par un professionnel.
Type de logement ou de local :
Résidentiel :
Chauffage collectif : (BR142)nombre d’appartements
Tertiaire
Chauffage tertiaire : (BT288 et BT294) surface chauffée en m² pour les types de bâtiments
suivants : bureaux, enseignements, santé, commerces, Café Hôtel Restaurants (CAHORE),
autres.
La surface et le type de localou le nombre de logements peuvent être attestés par le bénéficiaire ou
par le professionnel ou, le cas échéant, par le service technique du bénéficiaire ou de l’entreprise
opérant l’installation de chauffage.
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Zone climatique
(BR142, BT288 et BT294)
L'adresse de réalisation des travaux peut être attestéepar le bénéficiaire ou par le professionnel ou, le
cas échéant, par le service technique du bénéficiaire ou de l’entreprise opérant l’installation de
chauffage.
Le code postal de l’adresse définit de manière univoque la zone climatique.
Usage de la PAC gaz
Résidentiel : (BR142) usage de la PAC gaz : chauffage ou (chauffage + ECS)
Tertiaire : (BT288 et BT294)usage de la PAC gaz : chauffage ou (chauffage + ECS)
L’usage de la PAC gaz peut être attesté par le bénéficiaire ou par le professionnel ou, le cas échéant,
par le service technique du bénéficiaire ou de l’entreprise opérant l’installation de chauffage.
Eléments spécifiques
(BT294)
Dans le cas des PAC à moteur gaz, le coefficient de performance (COP) est mesuré selon la norme
EN 14511 pour des températures d’entrée et de sortie de 7°C (A) / 35°C (E). Cette norme est utilisée
de manière provisoire,dans l’attente de la construction d’une norme dédiée à la mesure des COP des
PAC moteurs gaz.
IV.
Recommandations de mise en œuvre
Les PAC gaz doivent être mise en place par un professionnel.
V.
Questions/réponses
La fiche étant actuellement en passe d’être publiée dans le 8
questions sur cette fiche.
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ième
arrêté, il n’y a pas encore de
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Annexe sur la régulation d’une installation de chauffage
Fiches : BAR-TH-18 ;BAR-TH-19 ; BAR-TH-20 ; BAT-TH-04 et 04-GT ; BAT-TH-08 et 08-GT ; BATTH-17 et 17-GT
En attendant qu’une fiche explicative dédiée à la régulation et programmation des installations de
chauffage soit rédigée, voici quelques éléments permettant de mieux comprendre le rôle de la
régulation et la programmation d’une installation de chauffage.
Afin qu’une installation de chauffage fonctionne de manière optimale, les organes de régulation sont
essentiels. Il y a différents types de régulation :
La régulation centralisée,
La régulation décentralisée.
Il est nécessaire d’avoir les deux types de régulation afin que le fonctionnement de l’installation de
chauffage soit optimisé.
La régulation centralisée ou dite centrale :
La régulation centrale gère directement et uniquement le système de génération. C’est un organe qui
indique au système de génération la température d’eau de départ dans la boucle de chauffage en
fonction de la température extérieure au logement. Ceci grâce à, par exemple une sonde de
température extérieure.
Exemple de correspondance entre température extérieure et température de départ de l’eau dans la boucle de chauffage.
Ex d’organe de régulation centralisée éligibles aux CEE : sonde de température extérieure (BAR-TH-11)
Les organes de programmationqui contrôlent le système de génération permettent de programmer
les périodes d’intermittence de chauffage qui constituent un arrêt de la production de chaleur pendant
un temps donné, réalisé automatiquement en fonction de l’occupation du logement. La programmation
peut être journalière ou hebdomadaire.
er
Depuis le 1 janvier 2008, la programmation
est devenue obligatoire pour toutes les
chaudières neuves vendues sur le marché.
(Note : on obtient des CEE que sur la mise en
er
place de chaudières installées avant le 1
janvier 2008 actuellement.)
Ex d’organe de régulation décentralisée éligibles aux
CEE : programmateur d’intermittence (BAR-TH-18,BARTH-19, BAR-TH-20, BAR-TH-36), thermostat d’ambiance
programmable.
La régulation décentralisée ou dite terminale :
Ce type de régulation contrôle localement les émetteurs
de chaleur (radiateurs) et ceci, pièce par pièce.
Ex d’organe de régulation décentralisée éligibles aux CEE : le
robinet thermostatique (BAR-TH-17).
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