Les nouveaux équipements intégrés dans la RT2012

Mardi 05 novembre 2013
Les nouveaux équipements intégrés
dans la RT2012
• Valérie Laplagne, responsable ENR, Uniclima
• Michèle Mondot, responsable Systèmes Thermodynamiques, CETIAT
• Laure Mouradian, responsable Ventilation, CETIAT
RASSEMBLONS NOS ENERGIES POUR BATIR DEMAIN
RT2012 - des équipements manquants
• Applicable aux bâtiments neufs
– Depuis le 28 octobre 2011 pour certains bâtiments tertiaires et le
logement en zone ANRU
– Depuis le 1er janvier 2013 pour tous les autres bâtiments
• Intègre les équipements traditionnels du génie climatique
(chauffage, refroidissement, ventilation, ECS)
• Toutefois, certains équipements ont été oubliés dans la méthode
Th- BCE
Intégration des équipements manquants
• Un travail commun Uniclima/CETIAT avec DHUP/CSTB pour
intégrer les équipements manquants
• Modes d’intégration :
– directe (par arrêté modificatif)
– par Titre V-extension dynamique déposé par le CSTB
• Organisation des travaux :
– Contributions des industriels entre oct. 2011 et mars 2012
– Planning d’intégration établi par la DHUP fin mai 2012
– Début des travaux du CSTB à l’été 2012
Intégration des équipements manquants
•
•
Liste des équipements
• PAC sol-eau et sol-sol : intégration directe
• PAC eau glycolée / eau en mode ECS : Titre V, arrêté du 12 juin
2013
• PAC double service : Titre V, arrêté du 5 mars 2013
• Free-cooling nocturne : intégration directe
• Double-flux thermodynamique : Titre V en cours de publication
• Double-flux collectif avec échangeurs individuels : Titre V en
préparation
• Roof-top : Titre V en préparation
+ autres équipements mal pris en compte : ex l’ECS thermodynamique
collective
RT2012 - l’arrêté modificatif
• Arrêté modificatif du 16 avril 2013
– Compléments à l’arrêté méthode du 20 juillet 2011
• Générateurs thermodynamiques utilisant le sol comme
source de chaleur
– PAC sol-eau : mode chauffage / mode ECS
– PAC sol-sol : mode chauffage
• Description des sources amont de type « sol »
• Description de l’outil IdCET pour identification de l’ECS
thermodynamique
• Free cooling nocturne
PAC sol-eau et sol-sol
• Générateurs thermodynamiques à détente directe
• Source amont : sol
• Évaporateur : capteurs enterrés avec échange
thermique direct entre le sol et le fluide frigorigène
• Caractérisation de la source amont
Source AFPAC
• Source aval en mode chauffage : « plancher chauffant»
• Condenseur : échange thermique direct entre le plancher
et le fluide frigorigène
• Définition du système d’émission / distribution
•
al_util_max = 3,8
PAC sol-eau et sol-sol en mode chauffage
• PAC sol-eau : Méthode d’essais EN 15879-1
– Côté évaporateur : capteurs enterrés dans lesquels circule le
fluide frigorigène sont plongés dans un bain d’eau glycolée @ 4°C
• PAC sol-sol : Méthode d’essais prEN 15879-2
– Côté condenseur : capteurs du plancher sont plongés dans un
bain d’eau glycolée @ 35°C
• Performances certifiées / justifiées / déclarées selon EN 15879-1 et 2
PAC sol-eau et sol-sol en mode chauffage
• Point pivot
– Tamont = 4°C / Taval = 35-30°C
– Val_util_max = 3,8
– COPdéfaut = Val_util_max * 0.8
• Point pivot
– Tamont = 4°C / Taval = 35°C
– Val_util_max = 3,8
– COPdéfaut = Val_util_max * 0.8
PAC sol-eau en mode ECS
• Performances certifiées /
justifiées / déclarées selon
EN 16147
– Tbain capteurs = 4°C
– Cycle de puisage
• Données d’entrée obtenues
avec IdCET
– (COP, Pabs) du point pivot
et UA du ballon
– Statut selon statut des
performances EN 16147
• Point pivot
– Tamont =4°C / Taval = 45°C
– Val_util_max = 3
– COPdéfaut = Val_util_max * 0.8
La source amont « sol »
• Caractéristiques descriptives de la source amont « sol »
– Rb : résistance thermique entre le capteur enterré et le sol
• Valeur se situant entre 0,01 et 0,15 K.m/W
– L : longueur totale des capteurs enterrés
– Variation de la température du sol au cours de l’année
• Mois à la température mini
• Température mini / Température maxi annuelles du sol
définition d’une sinusoïdale de variation de température du sol
La source amont « sol »
• Calcul de Tamont au pas de temps horaire
– La température du sol est corrigée des rejets frigorifiques de la
PAC
– Correspondance entre la température de sol et la température
du bain d’essai donnant des performances équivalentes
Système d’émission / distribution des PAC sol-sol
• Émetteurs
– plancher chauffant avec circulation directe du fluide frigorigène
dans le plancher
échange à détente directe comme pour les
PAC air/air
• Émetteur : type « plancher chauffant »
• Pertes au dos : idem plancher chauffant à eau
• Réseau de distribution
• Réseau de distribution fictif sans pertes
PAC eau glycolée/eau pour ECS
•
Arrêté du 12 juin 2013 « Pompe à chaleur eau glycolée / eau pour la
génération d’eau chaude sanitaire »
– Titre V extension dynamique suite à « oubli » dans la méthode (arrêté
du 20 juillet 2011) puis dans l’arrêté modificatif du 16 avril 2013
– PAC eau glycolée / eau double service déjà incluses dans arrêté du 5
mars 2013
•
Description des matrices de performances (COP, Pabs)
– Point pivot
– Val_util_max
– Coefficients Cnn et ordre de priorité de remplissage
PAC eau glycolée /eau pour ECS
• Données d’entrée issues de IdCET
– Sur la base des performances EN 16147
• Point pivot
– Tamont = -1.5°C / Taval = 45°C
– Val_util_max = 2,8
– COPdéfaut = Val_util_max * 0.8
PAC Double Service
• Arrêté du 5 mars 2013 « Pompe à chaleur Double Service »
• Titre V - Extension dynamique
– Développement d’une fiche algorithme pour gérer le mode de
régulation des deux services chauffage / ECS
• Domaine d’application
– PAC à compression électrique / PAC à absorption gaz
– Sources amont : air extérieur / eau / eau glycolée
– Ne s’applique pas aux PAC réversibles
pas de valorisation du
refroidissement gratuit lors de la production ECS
PAC DS - Principe de la modélisation
•
•
PAC assurant de façon alternée les deux services chauffage et ECS
avec priorité ECS
Description d’un nouveau type de générateur thermodynamique par :
– Matrices (COP, Pabs) pour le mode chauffage
• Point pivot @Tamont / 35°C
• Avec limites de plages de fonctionnement, le cas échéant
– Matrices (COP, Pabs) pour le mode ECS
• Point pivot @Tamont / 45°C
• (COP, Pabs, UA) issus des essais EN 16147 et de IdCET
• Avec limites de plages de fonctionnement le cas échéant
PAC DS - Principe de la modélisation
• Régulation de puissance
– Unique pour les deux services
• ToR ou
• Puissance variable
– LRcontmin,CcpLRcontmin
• Taux : sur la base du point pivot
chauffage @Tamont/35°C
PAC DS - Assemblage de la génération
Génération
Génération
Générateurs
en cascade
Ballon de stockage
avec appoint intégré
avec appoint séparé
Appoint Chauffage
(le cas échéant)
Appoint ECS séparé
PAC DS
Appoint ECS intégré
Free cooling nocturne
• Décrit dans l’arrêté modificatif du 16 avril 2013
– Chapitre 8.12 C_VEN_FONCTIONS DE RAFRAICHISSEMENT
NOCTURNE DES SYSTEMES DE VENTILATION
• Principe du système :
– Profiter de la baisse de température extérieure la nuit
pour rafraîchir le bâtiment en été et mi-saison
en le ventilant
• En période de refroidissement
• Échangeur by passé
Free cooling nocturne
• Domaine d’application :
– Résidentiel et Tertiaire
• Module intégré directement aux systèmes de ventilation mécanique
– VMC double flux, CTA DAC et CTA DAV
• Modification apportée :
– En tertiaire : possibilité de basculer en 100% air neuf en période
d’inoccupation
– En résidentiel : ajout d’un débit de surventilation la nuit
Free cooling nocturne
• Données d’entrée :
– Débit de surventilation
– Puissance des auxiliaires associée
– Temporisation et/ou régulation de la
surventilation nocturne
– Température intérieure de déclenchement et d’arrêt
– Écart minimum entre la température intérieure et la température
extérieure
VMC double-flux thermodynamique
• Titre V - Extension dynamique en cours de publication
– Développement d’une fiche algorithme pour gérer le couplage entre
VMC double-flux et PAC air extrait / air neuf
• Principe de fonctionnement
– VMC double-flux, fonctionne 100% du temps au débit de ventilation
– PAC air extrait / air neuf, en sortie de l’échangeur, selon besoins de
chauffage ou refroidissement
– Possibilité de modifier les débits de ventilation pour apporter plus
de puissance à la PAC
• Domaine d’application
– Bâtiments à usage d’habitation
VMC double-flux thermodynamique
• Données d’entrée
– Débits de ventilation et puissances auxiliaires
– Débits de surventilation (boost)
– Rendement échangeur selon EN 13141-7
• Valeurs certifiées / justifiées / déclarées
– Matrices de la PAC air extrait/air neuf
• aux bornes du système selon EN 13141-7
• point pivot : 20°C / 7°C en chauffage
27°C / 35°C en froid
• préprocesseur : permet de recalculer les matrices COP
et Pabs de la PAC seule
VMC DF collectif - échangeur individuel
• Titre V - Extension dynamique en préparation
– Développement d’une fiche algorithme pour gérer les échanges de
chaleur entre les ventilateurs centralisés et les échangeurs individuels
Source Atlantic
VMC DF collectif - échangeur individuel
• Données d’entrée
– Rendement des échangeurs individuels selon EN 308 ou EN 13141-7
• Valeurs certifiées / justifiées / déclarées
– Ventilateurs collectifs
• Puissances en soufflage et reprise
• Débit de base et débit de pointe
– Conduits aérauliques
• Répartition des surfaces de réseau
– hors volume chauffé = en terrasse
– dans le volume chauffé / part. collective = conduits verticaux
– dans le volume chauffé / part. individuelle = dans les logements
• Classe d’étanchéité du réseau
• Isolation thermique (hors volume chauffé)
Roof-Top
•
Unité autonome de toiture
– 2 volets : simple flux (e.g. commerces)
– 3 ou 4 volets : (e.g. salles de spectacles)
• double flux
• avec récupération d’énergie
– Pas de réseau aéraulique de diffusion
•
Générateurs de chauffage / refroidissement
– Systèmes thermodynamiques
– Générateurs d’air chaud
– Effet Joule
– Batteries à eau chaude
Source : Xpair
Roof-Top – Principes de modélisation
•
Titre V extension dynamique en préparation
•
Couplage système de ventilation avec génération de chaud et/ou froid
– Ventilation
• SF
• CTA DAC sans pré-chauffage / pré-refroidissement
• CTA DAV pouvant inclure un échangeur de récupération
– Générateurs
• Ceux déjà disponibles dans la méthode
• Lien direct avec module de ventilation
•
Hypothèse : réseau de distribution < 4 m
– Pas de prise en compte de fuites réseau
Autres : ECS thermodynamique collective
Problématique
• Dans la méthode Th-BCE, l’ECS thermodynamique est caractérisée par la
norme EN16147 avec des profils de puisage pour des volumes jusqu’à 400L
•
Au-delà de 400L, pas d’autre possibilité que de considérer la valeur par défaut
pour l‘ECS thermo collective
•
Or le règlement ErP n°814/2013 introduit des profils de puisage pour des
volumes jusqu’à 2000L
– Application : 26 septembre 2015
– Révision de la norme EN 16147 en cours pour harmonisation avec ErP
•
Pour les volumes >2000L, pas de caractérisation prévue dans la révision de la
EN16147
Autres : ECS thermodynamique collective
Solution
• Pour les volumes >2000L : caractérisation par composant, PAC en
mode chauffage (EN14511) et UA du ballon de stockage
• Pour les volumes entre 400 et 2000L :
– Jusqu'au 31/12/2014 (période transitoire) : idem >2000L
– À partir du 01/01/2015 : caractérisation selon la EN16147 révisée
• D’ici le 01/01/2015 : mise en place d’un programme de certification
des systèmes de production d’ECS thermodynamique collective
• Une fiche d’application est en projet
Les fiches d’aide à la saisie
Uniclima et le CETIAT ont élaboré des fiches d’aide à la saisie des
équipements du génie climatique dans la RT2012 :
• Basées sur la méthode Th-BCE
• Explicitent le principe de modélisation
• Précisent les données d’entrée, les valeurs par défaut et où les
trouver
• Apportent des interprétations si nécessaire
• Aident à l’application des nouveaux Titres V
Les fiches d’aide à la saisie
21 fiches disponibles :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Génération de chauffage et de refroidissement
Générateurs thermodynamiques à compression électrique
PAC air extérieur - air recyclé
PAC air extérieur – eau
PAC eau glycolée – eau
PAC eau de nappe – eau
Chauffe-eau thermodynamiques
PAC double service
Ballons
Chaudière à condensation à combustibles gazeux ou liquides
pour chauffage et ECS
Les fiches d’aide à la saisie
11. Chaudière à combustibles solides
12. Chaudière hybride à combustibles gazeux ou liquides pour chauffage et ECS
13. Chaudière à micro cogénération avec moteur Stirling pour chauffage et ECS
14. Micro cogénération avec moteur à combustion interne fonctionnant aux
combustibles gazeux ou liquides
15. Chauffe-eau solaires individuels (CESI)
16. Radiateur statique à eau chaude
17. PAC à détente directe
18. Puissances des auxiliaires de ventilation
19. Systèmes solaires combinés (SSC)
20. Chauffe-eau solaire collectif (CESC)
21. Chauffe-eau solaire collectif individualisé (CESCI)
Les fiches d’aide à la saisie
Les fiches d’aide à la saisie des équipements du génie climatique :
• Pour les industriels mais aussi les éditeurs de logiciel, les BE, …
• Téléchargeables sur le site : www.uniclima.fr