«Pompe à chaleur aérothermique, la solution écologique pour une rentabilité immédiate

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1 «Pompe à chaleur aérothermique, la solution écologique pour une rentabilité immédiate Stéphane Lhonneux Sales Developer Heating Vendredi, 17 octobre 2008 Programme 1. Le marché de la pompe à chaleur en Europe 2. Différentes types de pompes à chaleur 3. La pompe à chaleur versus combustibles traditionnelles 4. La norme PEB et la pompe à chaleur Daikin 1

2 1. Le marché de la pompe à chaleur en Europe Le marché de la pompe à chaleur en Europe Des faits présentés par monsieur Rainer Jakobs lors du symposium des pompes à chaleur du 15 septembre 2008 à Sint-Katelijne-Waver. 2

3 La hausse du coût d énergie Plus de 115 US $ / barille Le marché de la pompe à chaleur en Europe La distribution de la consommation d énergie 3

4 Le marché de la pompe à chaleur en Europe La pompe à chaleur est un système d énergie renouvelable. Le marché de la pompe à chaleur en France 4

5 Le système bi-valent populaire dans la renovation. 3 Primaire Secondaire 12 Ambiance ө Contact externe T T Température de sortie d eau constante Le marché de la pompe à chaleur en Suisse 5

6 Le marché de la pompe à chaleur en Allemagne Le marché de la pompe à chaleur en Suède Une pompe à chaleur air/eau, elle fonctionne? NATURELLEMENT, même en Scandinavie. 6

7 Différentes pompes à chaleur 1. Pompe à chaleur air/air 2. Pompe à chaleur eau/eau 3. Pompe à chaleur sol/eau 4. Pompe à chaleur eau/air 5. Pompe à chaleur air/eau Efficacité de la PAC Une pompe à chaleur prend de l énergie gratuite de l environnement (sol, eau, air) COP = 3,0 avec 1 kwh d électricité on récupère 3 kwh de chaleur (2 kwh gratuit) COP = 4,0 avec 1 kwh d électricité on récupère 4 kwh de chaleur (3 kwh gratuit) COP = 5,0 avec 1 kwh d électricité on récupère 5 kwh de chaleur (4 kwh gratuit) 7

8 Efficacité de la PAC Les performances de la pompe à chaleur. COP = Coefficient de performances SCOP = Coefficient de performances saisonnier SPF = Facteur de performances saisonnier (circulateurs inclus) 2. Les modèles 8

9 2.1. Pompe à chaleur air/air PAC air/air Application split Application multi-split Modèle mural Jusque 7 kw Modèle allège/plafonnier Modèle allège Jusque 15 kw Multi unité ext. : froid seul Multi unité ext. : PAC Modèle encastré Super Multi Plus 9

10 2.2. Pompe à chaleur eau/eau 10

11 PAC eau/eau Pompe à chaleur eau/eau Primaire: 10 /5 C Secondaire: 35 C/30 C COP: 5,6* SPF: 3,0 3,8* Compresseur tout/rien ballon tampon! Coûts forages + 2 pompes! ( à ) COP : cœfficient de performance SPF = seasonal performance factor: pompes, circulateurs inclus * Source: code de bonne pratique pour application de systèmes pompes à chaleurs dans des bâtiments résidentiels 2.3. Pompe à chaleur sol/eau 11

12 PAC sol/eau Circuit primaire: circuit fermé eau/glycol Vertical Compresseur tout/rien ballon tampon! Coûts forages + pompe! ( à ) COP : cœfficient de performance SPF = seasonal performance factor: pompes, circulateurs inclus Pompe à chaleur sol/eau Primaire: 0 C/-5 C Secondaire: 35 C/30 C COP: 4,5* SPF: 3,6* * Source: code de bonne pratique pour application de systèmes pompes à chaleurs dans des bâtiments résidentiels PAC sol/eau Circuit primaire: circuit fermé eau/glycol Réseau de capatation horizontal Compresseur tout/rien ballon tampon! Coûts captation ( 4000 à 10000) + pompe! + une jardin (2 à 3 x la surface de la maison) COP : cœfficient de performance SPF = seasonal performance factor: pompes, circulateurs inclus Pompe à chaleur sol/eau Primaire: 0 C/-5 C Secondaire: 35 C/30 C COP: 4,5* SPF: 3,2* * Source: code de bonne pratique pour application de systèmes pompes à chaleurs dans des bâtiments résidentiels 12

13 PAC sol/eau Sonde à l extérieur Sonde à l intérieur Compresseur (COP = 4,5) Pompe primaire (1100 h x 0,33 kw) Pompe secondaire vers le vase tampon (1100 h x 0,09 kw) Pompe chauffage par le sol (3520 h x 0,13 kw) Total Consommation en kwh par an pour kwh de chauffage par an 3333 kwh 363 kwh 99 kwh 458 kwh 4253 kwh Régulation en fonction de la temp. ext. Vase tampon comme bouteille casse pression SPF = 3, Pompe à chaleur eau/air 13

14 Pompe à chaleur eau/air Slide suivant Pompe à chaleur eau/air Solution géothermique Chauffer avec le circuit primaire eau/glycol, températures jusque -10ºC Pompe à chaleur et récupération de chaleur Réfrigérant R-410A SCOP/SPF: très haut 14

15 2.5. Pompe à chaleur air/eau Pompe à chaleur air/eau: Altherma Pompe à chaleur air/eau Altherma COP = 4,5 (Primaire: 7 C ; Secondaire: 35 C/30 C) COP = 3,7 (Primaire: 2 C ; Secondaire: 35 C/30 C) SPF : 3,0 3,9 15

16 Pompe à chaleur air/eau Altherma Pompe à chaleur air/eau Altherma Une installation simple! 16

17 Pompe à chaleur air/eau Altherma NOUVEAU: monobloc Altherma Lancement: mars

18 NOUVEAU: monobloc Altherma Unité compacte comprenant tous les composants Lancement: mars 2009 Altherma Compresseur Inverter Grâce au compresseur Inverter et les rendements partiels les SCOP sont parfois plus haut que les COP nominaux. Rendement maximal par régulation de vitesse du compresseur. La remise de chaleur répond à la demande de chaleur Confort maximal sous toutes conditions, inclus des températures stables Démarrage doux Longévité allongée du compresseur par fonctionnement partiel Compressor rendement Durant fonctionnement partiel les échangeurs sont surdimensionnés Rendement élevé T LW 26 C T LW 30 C T LW 34 C T LW 38 C Rendement élevé avec basse T eau Fréquence compresseur 0% demande de chaleur 100% 17 C temp. extérieure -20 C 18

19 Résumé pompe à chaleur PAC air/eau traditionnel* PAC sol/eau (capteur horizontal) * PAC sol/eau (capteur vertical) * PAC eau/eau (eau souterraine) * PAC air/eau (Altherma) COP 3,2 (2-35 C) 4,5 (0-35 C) 4,5 (0-35 C) 5,6 (10-35 C) 3,7 (2-35 C) SPF 2,7 3,2 3,6 3,0-3,8 3,0 3,9 Grâce aux fonctionnements partiels COP : cœfficient de performance SPF = facteur de performance saisonnier incl. circulateur primaire et secondaire * Source : code de bonne pratique pour application de systèmes pompes à chaleurs dans des bâtiments résidentiels. 3. La pompe à chaleur versus combustibles traditionnelles 19

20 Combustion de gaz naturel CH4 + 2 O 2 CO H 2 O + chaleur H H C H H O O O O C O H O H η = 89% O H H O CO 2!! Pertes d éd énergie!! 11% Valeurs théoriques Performance maximum sur la valeur supérieure Performance de combustion maximum Énergie latente perdue Gaz naturel 100 % 89 % 11 % Mazout 100 % 94 % 6 % Valeur supérieure = Valeur inférieure + Latente (PCS) (PCI) L énergie latente peut être récupérée en refroidissant les fumées de gaz sous leur point de rosée (donc uniquement à des températures d eau de retour basse). La buée sera partiellement condensée et son énergie latente sera transformée en chaleur latente. 20

21 Gaz naturel: Pouvoir calor. sup. (PCS) et Pouvoir calor. inf (PCI)!! Sur la facture du gaz naturel la valeur supérieure est mentionnée et pas la valeur inférieure!! Performances de combustion max. 100% 89% = valeur supérieure = (chaleur latente incl.) = valeur inférieure = (chaleur latente excl.) Performance théorique maximum sur la valeur inférieure du gaz naturel = 111% 111% 100% Chaleur latente Chaleur de combustion Performances sur la valeur supérieure Performances sur la valeur inférieure Combien ça coûte? Mazout = 0,7971 /litre = 0,07769 /kwh Gaz naturel = 0,0645 /kwh (136,30 /an*) Électricité tarif du jour = 0,2137 /kwh Électricité tarif de nuit = 0,1357 /kwh Tarif moyen jour/nuit pour une pompe à chaleur en Belgique = 44,64 % tarif du jour et 55,36% tarif de nuit Tarif moyen pour le calcul d une pompe à chaleur en Belgique = 0,17052 /kwh Moyenne des prix en Belgique le 30 septembre 2008, TVAC. * abonnement 21

22 Combien ça coûte? Chaudière traditionnelle au gaz naturel (η=89% PCS) Chaudière au gaz naturel à condensation (η=109% PCI) Chaudière mazout traditionnel (η=94% PCS) Chaudière mazout à condensation (η=104% PCI) Pompe à chaleur (SCOP = 2,5) Pompe à chaleur (SCOP = 3,0) Pompe à chaleur (SCOP = 3,5) * abonnement Performance d une chaudière sur la valeur supérieure (PCS) 89 % (89% +0%) 97 % (89% +9%) 94 % (94% + 0%) 98 % (94% + 4%) Consommation pour kwh de chaleur par an * = kwh / 0,89 x 0,0645 /kwh * = kwh / 0,97 x 0,0645 /kwh kwh / 0,94 x 0,07769 /kwh kwh / 0,98 x 0,07769 /kwh kwh / 2,5 x 0,17052 /kwh kwh / 3,0 x 0,17052 /kwh kwh / 3,5 x 0,17052 /kwh Combien ça coûte? La performance (SCOP) d une installation pompe à chaleur détermine la différence en consommation d un système de chauffage à combustible fossile. Exemple pour kwh pour chaleur nécessaire par an consumption per year Pompe à chaleur SCOP = 3,0 PAC est 28,2 % moins cher que le mazout (η = 104%) PAC est 24,7 % moins cher que le gaz naturel (η = 109%) domestic fuel natural gas electricity HP

23 Combien ça coûte? Exemple pour kwh pour chaleur nécessaire par an consumption per year domestic fuel natural gas electricity HP consumption per year domestic fuel natural gas electricity HP 731 Pompe à chaleur SCOP = 3,25 Pompe à chaleur SCOP = 3,50 PAC est 33,8 % moins cher que le mazout (η = 104%) PAC est 38,5 % moins cher que le mazout (η = 104%) PAC est 30,5 % moins cher que le gaz (η = 109%) PAC est 35,5 % moins cher que le gaz (η = 109%) Combien ça coûte? Exemple pour kwh pour chaleur nécessaire par an consumption per year domestic fuel natural gas electricity HP consumption per year domestic fuel natural gas electricity HP 639 Pompe à chaleur SCOP = 3,75 Pompe à chaleur SCOP = 4,00 PAC est 42,6 % moins cher que le mazout (η = 104%) PAC est 46,2 % moins cher que le mazout (η = 104%) PAC est 39,8 % moins cher que le gaz (η = 109%) PAC est 43,6 % moins cher que le gaz (η = 109%) 23

24 Pompe à chaleur, la solution? Chauffage électrique: 3,5 kw de chauffage Énergie facturée 3,5 kw de chauffage 3,54 kwh Efficacité = 0,99 Émission C0 2 = 305 gr/kwh x 3,54 kwh = 1067,5 gr CO 2 Pompe à chaleur, la solution? Chauffage électrique: 3,5 kw de chauffage Énergie facturée Gaz Production électrique 3,5 kw de chauffage Charbon 8,85 kw 3,54 kwh Énergie nucléaire Efficacité = 0,4 ( / 2,5 ) Efficacité = 0,99 Émission C0 2 = 305 gr/kwh x 3,54 kwh = 1067,5 gr CO 2 PER = 3.5 / 8.85 = 0,39 24

25 Pompe à chaleur, la solution? Chaudière à condensation: 3,5 kw de chauffage Énergie facturée Chaudière 3,5 kw de chauffage Gaz 3,71 kw Combustion Efficacité = 0,89 3,28 kw de la combustion Récupération chaudière à condensation 1,06 + 0,22 des gaz de fumée Émission C0 2 = 168 gr/kwh x 3,71 kwh = 623,28 gr CO 2 PER = 3,5/3,71 = 0,94 Pompe à chaleur, la solution? Pompe à chaleur: 3,5 kw de chauffage Énergie facturée Production d électricité 2,5 kw de chaleur 3,5 kw de chauffage 1 kwh PAC COP = 3,5 Émission C0 2 = 305 gr/kwh x 1 kwh = 305 gr CO 2 25

26 Pompe à chaleur, la solution? Pompe à chaleur: 3,5 kw de chauffage Énergie facturée Gaz Production d électricité 3,5 kw de chaleur 3,5 kw de chauffage Charbon 2,5 kw 1 kwh PAC Énergie nucléaire Efficacité = 0,4 ( / 2,5 ) COP = 3,5 Émission C0 2 = 305 gr/kwh x 1 kwh = 305 gr CO 2 PER = 3,5 / 2,5 = 1,4 Pompe à chaleur, la solution? Comparaison pour 3.5 kw chauffage Énergie primaire: Chauffage électrique Émission CO 2 = 1.067,5 gr CO 2 8,85 kw Chaudière à condensation (η=106 PCI) Émission CO 2 = 618,9 gr CO 2 Énergie primaire : 3,68 kw Pompe à chaleur (COP = 3,5) Émission CO 2 = 305 gr CO 2 Énergie primaire : 2,50 kw Changement climatique: 50% d émission CO 2 en moins (par rapport au gaz) Approvisionnement 30% d énergie primaire en moins (par rapport au gaz) 26

27 PER 188% 164% 148% 132% 120% 104% 88% 80% 72% 64% 56% 48% 40% ban en 2013 Min. 76% Future étiquetage énergétique basé sur le PER (Primary Energy Ratio) A+++ A++ A+ Lot 1 chaudière étiquetage énergétique A B C D E F G Pompe Pompe à chaleur chaleur Chaudière Chaudière à condensation condensation Chaudière Chaudière Les mesures Européennes L EUROPE, pionnière dans la demande d application des mesures environnementales! A partir de 2020: 20% diminution de émission de CO 2 (vs. 1990) 20% d amélioration des performances d énergie 20% d utilisation d énergie renouvelable 27

28 4. PEB et pompe à chaleur Daikin Une étude en collaboration avec le bureau d étude DIMAR PEB & pompe à chaleur EPB en Flandres Maintenant obligatoire pour les nouveaux bâtiments. Maximum E100 et K45 Dans le futur: E85 ou E80 PEB en Wallonie Obligatoire pour les nouveaux bâtiments à partir du 1 septembre Maximum E100 et K45 Dans le futur: E80 PEB/EPB à Bruxelles Obligatoire pour les nouveaux bâtiments à partir du 2 juillet Maximum E90 et K40 Dans le futur: E70 28

29 PEB & pompe à chaleur Certificat de prestations énergétiques (EPC) en Flandres Obligation pour : Vente d une habitation : à partir du 1er novembre 2008 Location d une habitation : à partir du 1er janvier 2009 Les ventes et les locations de bâtiments non résidentiels (Bureaux; magasins,...) : dans le courant de 2009 PEB & pompe à chaleur Certificat de prestations énergétiques (EPC) en Flandres Informer les acheteurs et les locataires de la qualité énergétique du bâtiment. Informer sur les mesures pour réduire le coût et pour l améliorer les prestations énergétiques du bâtiment. Lors de la vente d une habitation, un certificat de prestation énergétiques doit être transmis à l acheteur. Dans l acte notarial, un certains nombre d informations seront reprises de ce certificat. Lors de la signature d un contrat de location, le locataire recevra une copie du certificat de prestations énergétiques. Le propriétaire doit montrer le certificat aux futurs locataires. Un certificat de prestations énergétiques peut être uniquement établi par un organisme agréé du type A. 29

30 Application résidentielle: APPARTEMENT 1 Paramètres communs: Volume =339,82 m³ - Superficie mur extérieure = 127,77 m² - Densité = 1,63 Ventilation: type C (adduction libre refoulement mécanique) Sans refroidissement actif Solution de chauffage 1: Chaudière à condensation au gaz (rendement 109%) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : radiateurs Solution de chauffage 2: Pompe à chaleur air/eau Altherma 007 (COP= 4,34) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : chauffage par le sol Amélioration du niveau E de 39 points Application résidentielle : APPARTEMENT 2 Paramètres communs : Volume = 372,06 m³ - Superficie mur extérieure = 77,24 m² - densité = 1,63 Ventilation: type C (adduction libre refoulement mécanique) Sans refroidissement actif Solution de chauffage 1: Chaudière à condensation au gaz (rendement 109%) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : radiateurs Solution de chauffage 2: Pompe à chaleur Air/eau Altherma 007 (COP = 4,34) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : chauffage par le sol Amélioration du niveau E de 35 points 30

31 Application résidentielle : CONSTRUCTION TRADITIONEL Paramètres communs : Volume = 904,01 m³ - Densité = 1,65 Ventilation: type C (adduction libre refoulement mécanique) Avec refroidissement actif Solution de chauffage 1: Chaudière à condensation (rendement 104%) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : radiateurs Solution de chauffage 2: Pompe à chaleur air/eau Altherma 011 (COP= 4,55) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : chauffage par le sol Amélioration du niveau E de 46 points Application résidentielle : HABITATION BASSE ÉNERGIE Paramètres communs : Volume = 814,78 m³ - Densité = 1,57 Ventilation: type D (adduction mécanique refoulement mécanique) Sans refroidissement actif Solution de chauffage 1: Chaudière à condensation au gaz (rendement 109%) avec boiler saniatir Éléments de chauffage : chauffage par le sol Solution de chauffage 2: Pompe à chaleur air/eau Altherma 011 (COP= 4,55) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : chauffage par le sol Amélioration du niveau E de 23 points 31

32 Application résidentielle HABITATION OSSATURE BOIS Paramètres communs : Volume = 796,85 m³ - Densité = 1,39 Ventilation: type D (adduction mécanique refoulement mécanique) Avec refroidissement actif Solution de chauffage 1: Chaudière à condensation au gaz(rendement 107%) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : chauffage par le sol Solution de chauffage 2: Pompe à chaleur air/eau Altherma 011 (COP = 4,55) avec boiler sanitair Éléments de chauffage : chauffage par le sol Amélioration du niveau E de 33 points Application non résidentielle : partie 1: BUREAUX Paramètres communs : Volume = 3944, m³ - Densité = 2,16 Ventilation: ventilation à double flux Sans refroidissement actif (solution1) - avec refroidissement (solution 2) Solution de chauffage 1: Chaudière HR (rendement 104%) Éléments de chauffage : radiateurs Solution de chauffage 2: Pompe à chaleur air/air VRV III (COP: 3,96) en tenant compte du refroidissement Éléments de chauffage : unité intérieure VRV (air) Amélioration du niveau E de 15 points 32

33 Partie 2: HABITATION INTEGREE DANS BATIMENT DE BUREAUX Paramètres communs : Volume = 1.092,08m³ - Densité = 2,16 Ventilation: type D (adduction mécanique refoulement mécanique) Sans refroidissement actif Solution de chauffage 1: Chaudière HR (rendement 104%) Éléments de chauffage : radiateurs Solution de chauffage 2: 2 x PAC air/eau Altherma 011 (COP = 4,55) Éléments de chauffage : chauffage par le sol Amélioration du niveau E de 29 points L impact du refroidissement actif dans une habitation résidentielle Solution de chauffage traditionnelle SANS refroidissement actif AVEC refroidissement actif Solution de chauffage Altherma SANS refroidissement actif AVEC refroidissement actif APP 2 E87 E90 E52 E55 TRB E105 E110 E58 E64 LEW E66 E71 E43 E48 HSB E86 E93 E53 E60 APP = appartement K44 (chauffage traditionnel avec radiateurs, pompe à chaleur avec chauffage par le sol) TRB = habitation traditionnel K45 (chauffage traditionnel avec radiateurs, pompe à chaleur avec chauffage par le sol) LEW = habitation basse énergie K31(chauffage par le sol) HSB = habitation ossature en bois K40 (chauffage par le sol) 33

34 Evolution Jun 06 Juil 07 Jan 08 Ma 09 Future Pourquoi une PAC Altherma? Altherma Chaudière au gaz Chaudière à mazout Évacuation des gaz Ventilation local technique Connection gaz Réservoir à mazout / réservoir LPG / Coût de maintenance Performance (COP) Sécurité Altherma = la première PAC payable pour le grand public. Altherma PAC géothermique Coût d installation Coût circuit primaire Coût d investissement Application ville Performance (COP) 34

35 4. Primes / subsidies pour la pompe à chaleur air/eau air/eau 35

36 Attention aux primes: installateur doit être un installateur chauffagiste agréé pour chauffage = min. COP 3,1 (2 C DB/35 C), intégrated value pour chauffage: tous les Althermas pour ECS = min. COP 2,6 (2 C DB/ 45 C), integrated value pour ECS : les Althermas tailles 011 et

37 Merci pour votre attention. 37